Uczeń, jak każdy człowiek, chce umieć coś zrobić samodzielnie Spisy zadań Rozwiązane zadania z fizyki szkolnej - gimnazjum i szkoły ponadgimnazjalne (licea i technika) 319. Zasada zachowania energii w zjawisku fotoelektrycznym.

Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne - zadania,

Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne

Zadanie

Światło o długości 350 nanometrów wywołuje efekt fotoelektryczny w licie o pracy wyjścia W=2,4eV.
Jaką maksymalną energię kinetyczną uzyska fotoelektron?

Energia fotoelektronu
1 eV=1,60⋅10^-19J

Jeden elektronowolt to energia uzyskana przez cząstkę o ładunku elementarnym rozpędzonym napięciem jednego wolta

Fizyka mikroświata.
Podstawy fizyki atomu i jądra atomowego.
Fizyka cząstek elementarnych.
Podstawy fizyki kwantowej.
Zasada nieoznaczoności Heisenberga.
Światło.
Światło jako fala.
Światło jako cząstka.
Foton.
Kwant.
Energia fotonu.
Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.
Zasada zachowania energii w zjawisku fotoelektrycznym.

W zjawisku fotoelektrycznym światło naturę falową korpuskularną (cząsteczkową).

Istnieją inne zjawiska, których nie można wytłumaczyć korzystając z falowej teorii światła.

Te zjawiska to:

emisja światła przez pojedyncze atomy i cząsteczki;

absorpcja światła przez atomy i cząsteczki;

zjawisko Comptona (odbicia fotonów promieni Rentgena na elektronach).

Zjawisko fotoelektryczne polega na tym, że światło wybija z powierzchni czystych metali elektrony.

Doświadczalnie zaobserwowano następujące właściwości zjawiska:

istnieje graniczna długość fali świetlnej wywołującej to zjawisko;

samo zjawisko nie zależy od natężenia światła;

dla światła o długości wywołującej zjawisko fotoelektryczne ilość wybitych elektronów rośnie ze wzrostem natężenia światła.

Stwierdzone eksperymentalnie cechy zjawiska nie dały się wytłumaczyć za pomocą falowej teorii światła.

Wyjaśnienie zjawiska wymaga przyjęcia koncepcji kwantowej natury światła czyli istnienia fotonów.

Teoria ta zakłada, że światło o określonej częstotliwości przenosi energię w ściśle określonych porcjach - fotonach.

Wartość energii w jednej porcji światła czyli kwant światła równa jest iloczynowi stałej Plancka i częstotliwości światła.

W modelu zjawiska fotoelektrycznego stosujemy zasadę zachowania energii.

Zasadę tę formułujemy następująco - kwant energii (foton) wywołujący zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne rozdziela się na dwie części:

stałą dla danego metalu wartość – tzw. pracę wyjścia elektronu z powierzchni metalu;

energię kinetyczną elektronu.



Równanie opisujące zasadę zachowania energii dla zjawiska fotoelektrycznego nazywane jest równaniem Millikana-Einsteina.





Przykład - rozwiązane zadanie

Światło o długości 350 nanometrów wywołuje efekt fotoelektryczny w licie o pracy wyjścia W=2,4eV.

Jaką maksymalną energię kinetyczną uzyska fotoelektron?
Energia fotoelektronu




Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne - zadania,

319.10-2011.01.12