Dział II Fizyka atomowa. - PowerPoint Presentation

Slide1

Dział IIFizyka atomowa.

e

Slide2

Temat: Efekt fotoelektryczny

Widmo światła

światło

IR

UV

760nm

380nm

- długość fali

- częstotliwość

c - prędkość światła

Slide3

ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE polega na tym, że w wyniku oświetlania określonym promieniowaniem elektromagnetycznym z powierzchni metalu wybijane są elektrony.

e

WAŻNE !!!

Slide4

A.

Dla każdego metalu istnieje pewna częstotliwość graniczna, poniżej której zjawisko fotoelektryczne nie zachodzi.

efekt nie zachodzi

efekt fotoelektryczny

- częstotliwość graniczna

WAŻNE !!!

Slide5

B.

Energia kinetyczna emitowanych elektronów zależy od częstotliwości (długości) fali, a nie zależy od jej natężenia (natężenia oświetlenia, promieniowania).

E

k

WAŻNE !!!

Slide6

C.

Natężenie prądu, który pojawia się w obwodzie, jest proporcjonalne do natężenia promieniowania (światła) padającego na katodę. Im większe jest natężenie promieniowania (światła), tym większe jest natężenie prądu.

WAŻNE !!!

Slide7

Schemat układu do badania zjawiska fotoelektrycznego.

V

mA

K

A

e

światło

e

e

e

e

Legenda:

K – katoda

A – anoda

e – elektron

Slide8

Potencjał hamujący (napięcie hamowania)

- praca pola elektrycznego,

gdzie to potencjał (napięcie) między elektrodami

- aby zatrzymać efekt fotoelektryczny:

to praca pola elektrycznego musi być równa maksymalnej energii kinetycznej

Slide9

Planck przyjął, że światło emitowane jest w postaci porcji energii

- kwantów energii, nazwanych fotonami.

Temat: Efekt fotoelektryczny - foton.Max Planck 1858-19471889 odkrył stałą fizyczną następnie nazwaną jego nazwiskiem http://pl.wikipedia.org/wiki/Max_Planck

Slide10

Wartość kwantu energii

ε zależy od częstotliwości promieniowania i jest równa:

gdzie h to stała Planckaε

WAŻNE !!!

Slide11

Charakterystyka fotonu:

nie posiada masy spoczynkowej, czyli istnieje gdy się porusza,w próżni ma stałą prędkość c = 300000

km/s , w ośrodku prędkość fotonu zależy od współczynnika załamania,gdy przechodzi przez ośrodek częstotliwość nie zmienia się, zmienia się długość fali z nim stowarzyszonej.WAŻNE !!!

Slide12

Einstein zinterpretował zjawisko fotoelektryczne jako zderzenie dwóch cząstek: fotonu i elektronu.

Albert Einstein 1879-1955

Nagroda Nobla 1921za interpretację zjawiska fotoelektrycznego http://pl.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein

Slide13

Energia fotonu

ε jest spożytkowana na: - wybicie elektronu z sieci krystalicznej metalu, pracę wyjścia

W, - nadanie prędkości, dostarczenie energii kinetycznej Ek .

Co zapisujemy symbolicznie:

ε

= W+ Ek

Slide14

Wzór Millikana-Einsteina powstaje po podstawieniu

energii kwantu i energii kinetycznej do wzoru:

Robert Millikan 1868-1953Nagroda Nobla 1923 za wyznaczenie ładunku elementarnegoi prace nad zjawiska fotoelektrycznego http://pl.wikipedia.org/wiki/Robert_Millikan

ε

= W+ E

k

Slide15

Pamiętając, że praca wyjścia

oraz energia kinetyczna

otrzymujemy inną postać wzoru Millikana-Einsteina:

Slide16

Zad. 1

Obliczyć graniczną częstotliwość fali νgr

zjawiska fotoelektrycznego dla srebra, dla którego praca wyjścia W = 4,7 eV.

Slide17

Zad. 2

Obliczyć pracę wyjścia W elektronów wybijanych z powierzchni cezu, dla których graniczna długość fali zjawiska fotoelektrycznego wynosi

λg = 660 nm. Wynik podać w dżulach i elektronowoltach.

Slide18

Temat:Atom wodoru.

Model atomu według Thomsona

1898 odkrycie elektronuJoseph Thomson 1856-1940Nagroda Nobla 1906 za prace nad przewodnictwem prądu elektrycznego w gazach http://pl.wikipedia.org/wiki/Joseph_John_Thomson

Slide19

model ciastka z rodzynkami

Slide20

Doświadczenie Rutherforda

ekran

źródło

promieniowania

cząstki α

folia złota

Ernst Rutherford 1871-1936

http://pl.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherford

Slide21

Przewidywania teoretyczne

(cząstki alfa przelatują przez folię): istnieją jedynie niewielkie odchylenia od pierwotnego ruchu cząstek.

Interpretacja doświadczenia (cząstki napotykając folię są odchylane pod różnymi kątami a nawet zawracane):ładunek dodatni jest skupiony w małym jądrze atomowym,elektrony krążą w dużej odległości od jądra.

Slide22

Widma atomowe różnych gazów.

wodór

niewidoczne prążki fioletowe

hel

neon

pary

rtęci

Slide23

Wzór Balmera opisujący widmo wodoru:

gdzie jest stałą Rydberga.

658nm

486nm

434nm

410nm

397nm

3

4

5

6

7

n =

Johann Jakob Balmer 1825-1898

http://pl.wikipedia.org/wiki/Johann_Jakob_Balmer

Slide24

Model atomu wodoru wg Bohra.

Postulaty Bohra:

1. Elektron w atomie wodoru porusza się po kołowej orbicie dookoła jądra pod wpływem siły coulombowskiej i zgodnie z prawami Newtona.2. Elektron może poruszać się po takiej orbicie dla której moment pędu jest równy wielokrotności stałej Plancka.

WAŻNE !!!

Slide25

3. Elektron poruszający się po orbicie stacjonarnej nie wypromieniowuje energii elektromagnetycznej.

4. Atom przechodząc ze stanu E

n do stanu Ek wypromieniowuje kwant energiiNiels Bohr 1885-1962

http://pl.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohr

WAŻNE !!!

Slide26

Stan podstawowy elektronu

- stan, w którym energia elektronu jest najniższa.

Stan wzbudzony elektronu- stan, w którym energia elektronu jest wyższa, znajduje się on na wyższej orbicie.

Slide27

Energie elektronu na kolejnych orbitach oraz serie widmowe.

1

2

3

n

-13,6

-3,4

-1,51

-0,85

4

E

[

eV

]

seria

Balmera

seria

Paschena

seria

Lymana

Slide28

Zad. 1

Oblicz energię kwantu pochłanianego przez elektron przeskakujący z orbity pierwszej na trzecią. Wyraź ją w elektronowoltach i dżulach.

Slide29

Zad. 2

Oblicz energię kwantu emitowanego przy przejściu elektronu z orbity trzeciej na drugą i wyraź ją w dżulach. Podaj częstotliwość oraz długość fali emitowanej podczas tego przejścia elektronu.

Jeśli to możliwe podaj barwę światła.

Slide30

F

i

Z

Y

k

A

WAŻNE !!!

Bartosz Jabłonecki

www.fizyka.iss.com.pl