Презентация Квантовые свойства излучений (Лекция 4) онлайн
На нашем сайте вы можете скачать и просмотреть онлайн доклад-презентацию на тему Квантовые свойства излучений (Лекция 4) абсолютно бесплатно. Урок-презентация на эту тему содержит всего 56 слайдов. Все материалы созданы в программе PowerPoint и имеют формат ppt или же pptx. Материалы и темы для презентаций взяты из открытых источников и загружены их авторами, за качество и достоверность информации в них администрация сайта не отвечает, все права принадлежат их создателям. Если вы нашли то, что искали, отблагодарите авторов - поделитесь ссылкой в социальных сетях, а наш сайт добавьте в закладки.
Презентации » Физика » Квантовые свойства излучений (Лекция 4)
Оцените!
Оцените презентацию от 1 до 5 баллов!
- Тип файла:ppt / pptx (powerpoint)
- Всего слайдов:56 слайдов
- Для класса:1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11
- Размер файла:720.00 kB
- Просмотров:66
- Скачиваний:0
- Автор:неизвестен
Слайды и текст к этой презентации:
№6 слайд
![Вентильный фотоэффект -](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img5.jpg)
Содержание слайда: Вентильный фотоэффект - явление пропускания тока через p - n переход при его обратном включении под действием света.
Вентильный фотоэффект - явление пропускания тока через p - n переход при его обратном включении под действием света.
На основе этого фотоэффекта работают фотодиоды.
№7 слайд
![. . Внешний фотоэффект.](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img6.jpg)
Содержание слайда: 4.2. Внешний фотоэффект.
Уравнение Эйнштейна
Внешний фотоэффект - явление вырывания электронов из металла под действием света.
Основные закономерности внешнего фотоэффекта отражены зависимостью величины фототока от напряжения между анодом и катодом.
Такая зависимость называется вольтамперной характеристикой.
ВАХ: I = f(U).
№10 слайд
![Наличие тока насыщения](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img9.jpg)
Содержание слайда: Наличие тока насыщения объясняется тем, что металл катода в единицу времени с единицы поверхности может испустить определённое число электронов.
Наличие тока насыщения объясняется тем, что металл катода в единицу времени с единицы поверхности может испустить определённое число электронов.
При некотором напряжении все вырванные электроны попадают на анод.
Дальнейшее увеличение напряжения не приведёт к увеличению силы фототока.
Для увеличения силы тока нужно увеличить интенсивность света.
№11 слайд
![Первый закон фотоэффекта сила](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img10.jpg)
Содержание слайда: Первый закон фотоэффекта:
сила фототока насыщения пропорциональна падающему световому потоку;
по-другому: количество испускаемых катодом электронов пропорционально интенсивности света.
Задерживающим называется напряжение обратного знака, при котором сила фототока равна нулю.
Его величина позволяет определить
максимальную скорость электронов.
№16 слайд
![Третий закон фотоэффекта для](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img15.jpg)
Содержание слайда: Третий закон фотоэффекта: для каждого металла существует минимальная частота ( КР ) , при которой начинается фотоэффект.
Третий закон фотоэффекта: для каждого металла существует минимальная частота ( КР ) , при которой начинается фотоэффект.
Эти частоты относятся к излучению красного видимого диапазона.
Поэтому частоту назвали «красной границей» фотоэффекта.
При частотах, меньших , фотоэффект не возникает.
№17 слайд
![Красной границей фотоэффекта](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img16.jpg)
Содержание слайда: Красной границей фотоэффекта называется минимальная частота света (максимальная длина волны света), при которой начинается фотоэффект.
Красной границей фотоэффекта называется минимальная частота света (максимальная длина волны света), при которой начинается фотоэффект.
Разные металлы:
- имеют различную частоту красной границы;
одинаковую (линейную) зависимость задерживающего напряжения от частоты.
На основе электромагнитной природы света Столетов не смог объяснить линейную зависимость задерживающего напряжения от частоты света.
№18 слайд
![А.Эйнштейн в году объяснил](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img17.jpg)
Содержание слайда: А.Эйнштейн в 1905 году объяснил ход экспериментальной зависимости
А.Эйнштейн в 1905 году объяснил ход экспериментальной зависимости
Он постулировал, что вещество поглощает энергию света порциями (квантами).
Частица света названа фотоном.
Минимальная энергия фотона определяется формулой Планка:
№19 слайд
![При фотоэффекте фотон](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img18.jpg)
Содержание слайда: При фотоэффекте фотон взаимодействует со свободным электроном металла.
При фотоэффекте фотон взаимодействует со свободным электроном металла.
На основании закона сохранения энергии: энергия фотона полностью передаётся свободному электрону металла, который её расходует на работу выхода из металла и кинетическую энергию:
Уравнение Эйнштейна:
№20 слайд
![Работа выхода минимальная](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img19.jpg)
Содержание слайда: Работа выхода – минимальная энергия, необходимая электрону для его выхода из металла при температуре абсолютного нуля.
Работа выхода – минимальная энергия, необходимая электрону для его выхода из металла при температуре абсолютного нуля.
Работы выхода для многих металлов заключены в интервале от 1 до 10 эВ.
При условии, что кинетическая энергия вылетевшего электрона равна нулю, получим частоту красной границы:
№21 слайд
![Уравнение Эйнштейна хорошо](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img20.jpg)
Содержание слайда: Уравнение Эйнштейна хорошо описывает экспериментальную линейную зависимость задерживающего напряжения от частоты света:
Уравнение Эйнштейна хорошо описывает экспериментальную линейную зависимость задерживающего напряжения от частоты света:
Выразим из уравнения Эйнштейна величину задерживающего напряжения:
№22 слайд
![Коэффициенты линейной](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img21.jpg)
Содержание слайда: Коэффициенты линейной зависимости
Коэффициенты линейной зависимости
оказались равными:
Угловой коэффициент а определяется отношением двух постоянных величин: постоянной Планка h и зарядом электрона e.
Внешний фотоэффект используется как один из методов определения как постоянной Планка, так и работы выхода электронов из металла.
№27 слайд
![. . Давление света Свет,](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img26.jpg)
Содержание слайда: 2.4. Давление света
Свет, падая на поверхность, создаёт давление.
Рассмотрим общий случай серой поверхности.
Серая поверхность часть фотонов отражает, часть поглощает.
Давление света определяется импульсом, который передаётся поверхности фотонами, падающими на поверхность за время наблюдения.
№28 слайд
![Давление света равно силе,](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img27.jpg)
Содержание слайда: Давление света равно силе, действующей на единицу площади поверхности.
Давление света равно силе, действующей на единицу площади поверхности.
За время наблюдения количество падающих фотонов определяется произведением концентрации фотонов n на объём пространства, в котором находятся фотоны.
№29 слайд
![При отражении одного фотона](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img28.jpg)
Содержание слайда: При отражении одного фотона от поверхности (как от зеркальной поверхности) ей передаётся удвоенный импульс фотона:
При отражении одного фотона от поверхности (как от зеркальной поверхности) ей передаётся удвоенный импульс фотона:
При поглощении фотона поверхности (как от чёрной поверхности) передаётся импульс фотона:
Введём коэффициент отражения .
Тогда фотонов от поверхности отразится и
фотонов поглотится поверхностью.
№31 слайд
![Тогда для давления света](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img30.jpg)
Содержание слайда: Тогда для давления света получим промежуточную формулу
Тогда для давления света получим промежуточную формулу
В этом выражении произведение концентрации фотонов n на энергию одного фотона mc2 даёт энергию света единицы объёма (объёмную плотность световой энергии).
Окончательно
№32 слайд
![Через интенсивность света I](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img31.jpg)
Содержание слайда: Через интенсивность света I давление света запишется:
Через интенсивность света I давление света запишется:
Таким образом, световое давление определяется энергией (интенсивностью света).
Измерить величину светового давления в земных условиях было чрезвычайно трудно. Впервые давление света измерил русский учёный Лебедев в 1899 году.
Его опыт до сих пор считается уникальным.
Общее давление солнечных лучей на Землю равно
4,3 мкПа.
№33 слайд
![. . Эффект Комптона Комптон](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img32.jpg)
Содержание слайда: 4.5. Эффект Комптона
Комптон изучал взаимодействие рентгеновского излучения с парафином и наблюдал дифракционные картины рассеянного излучения (1922 год).
Предполагалось, согласно классической волновой теории рассеяния электромагнитного излучения, что длина волны не должна изменяться.
Под действием периодического электрического поля электромагнитной волны электрон вещества должен колебаться с частотой поля.
Поэтому рассеянные веществом вторичные волны должны иметь ту же частоту, что и первичное излучение.
№34 слайд
![Однако, в рассеянном](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img33.jpg)
Содержание слайда: Однако, в рассеянном излучении Комптон обнаружил присутствие компоненты с длиной волны ’, большей исходной длины волны : ’ > .
Однако, в рассеянном излучении Комптон обнаружил присутствие компоненты с длиной волны ’, большей исходной длины волны : ’ > .
В учёных кругах этот факт вызвал немалое удивление.
Опыт Комптона был поставлен на установке, позволяющей получать и регистрировать рассеянное веществом излучение, идущее от рентгеновской трубки.
Рассеяние любого излучения происходит под разными углами.
№38 слайд
![Эффект Комптона Эффект](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img37.jpg)
Содержание слайда: Эффект Комптона
Эффект Комптона
- явление упругого рассеяния электромагнитного излучения на свободных электронах вещества, сопровождающееся увеличением длины волны.
Эффект Комптона:
- рассеяние веществом электромагнитных волн со сдвигом длины волны;
заметно проявляется только для рентгеновского и - излучения.
№39 слайд
![Особенности эффекта Комптона](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img38.jpg)
Содержание слайда: Особенности эффекта Комптона
Особенности эффекта Комптона
1. Для угла рассеяния = 0 дифракционный максимум был одиночным.
2. Длина волны, рассчитанная для угла = 0 из закона Вульфа-Брэггов (2dsin = k), оказалась равной .
3. Дифракционные максимумы, соответствующие другим углам рассеяния, оказались дублетными (двойными) с длиной волны и новой ', смещённой в сторону более длинных волн.
№40 слайд
![. С увеличением угла](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img39.jpg)
Содержание слайда: 4. С увеличением угла рассеяния угловое расстояние между двойными линиями возрастало.
4. С увеличением угла рассеяния угловое расстояние между двойными линиями возрастало.
5. С увеличением угла рассеяния интенсивность несмещённой линии уменьшается, а смещённой возрастала.
6. С ростом атомного номера рассеивающего вещества всё большая часть излучения рассеивается без изменения длины волны.
№43 слайд
![Теорию обнаруженного эффекта](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img42.jpg)
Содержание слайда: Теорию обнаруженного эффекта разработали А. Комптон и независимо от него П. Дебай.
Теорию обнаруженного эффекта разработали А. Комптон и независимо от него П. Дебай.
Их теория основывалась на том, что рентгеновское излучение можно представить как совокупность частиц – квантов рентгеновского излучения (фотонов).
Попадая в вещество кванты излучения взаимодействуют со свободными электронами вещества по закону абсолютно упругого удара, передавая им часть своей энергии и импульса.
№44 слайд
![Уменьшение энергии](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img43.jpg)
Содержание слайда: Уменьшение энергии первоначального кванта (фотона) означает увеличение длины волны рассеянного кванта излучения.
Уменьшение энергии первоначального кванта (фотона) означает увеличение длины волны рассеянного кванта излучения.
Электрон, получивший от первоначального кванта энергию и импульс, приходит в движение – испытывает отдачу.
Как выразился М. Борн «эффект Комптона – это игра в бильярд фотонами и электронами».
№46 слайд
![Эффектом Комптона называют](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img45.jpg)
Содержание слайда: Эффектом Комптона называют явление упругого рассеяния электромагнитного излучения на свободных (слабосвязанных с ядром) электронах, сопровождающееся увеличением длины волны.
Эффектом Комптона называют явление упругого рассеяния электромагнитного излучения на свободных (слабосвязанных с ядром) электронах, сопровождающееся увеличением длины волны.
Запишем законы сохранения импульса и энергии для системы фотон – электрон.
№49 слайд
![Совместное решение уравнений](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img48.jpg)
Содержание слайда: Совместное решение уравнений при подстановке данных таблицы даёт следующее выражение для величины сдвига длины волны:
Совместное решение уравнений при подстановке данных таблицы даёт следующее выражение для величины сдвига длины волны:
Величина получила название комптоновской длины волны электрона.
№50 слайд
![Величина, выраженная формулой](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img49.jpg)
Содержание слайда: Величина, выраженная формулой
Величина, выраженная формулой
получила название комптоновской длины волны электрона.
В дальнейшем в теорию вводится понятие комптоновской длины волны любой частицы, скорость движения которой равна скорости света в вакууме.
mO – масса покоя частицы.
№51 слайд
![Присутствие в рассеянном](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img50.jpg)
Содержание слайда: Присутствие в рассеянном излучении также и длины волны означает, что некоторые из рентгеновских фотонов рассеиваются без потери энергии и импульса.
Присутствие в рассеянном излучении также и длины волны означает, что некоторые из рентгеновских фотонов рассеиваются без потери энергии и импульса.
Это означает, что существуют и неупругие столкновения рентгеновских фотонов с электронами атомов вещества.
При эффекте Комптона происходит заметный сдвиг длины только для рентгеновских и - лучей.
№52 слайд
![Для видимого света этот сдвиг](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img51.jpg)
Содержание слайда: Для видимого света этот сдвиг представляет собой очень малую величину.
Для видимого света этот сдвиг представляет собой очень малую величину.
В области видимого света импульс фотона значительно меньше импульса электрона в атоме, который может быть направлен произвольно, в результате чего возникает большой разброс по длинам волн .
№53 слайд
![Если рассеяние происходит на](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img52.jpg)
Содержание слайда: Если рассеяние происходит на электроне, сильно связанным с ядром, то рассеивающей системой будет являться атом со всеми электронами, масса которого много больше массы покоя свободного электрона.
Если рассеяние происходит на электроне, сильно связанным с ядром, то рассеивающей системой будет являться атом со всеми электронами, масса которого много больше массы покоя свободного электрона.
Получающееся в результате этого рассеяния изменение длины волны будет ничтожно мало.
Атомы с большим порядковым номером обладают более сильно связанными электронами и поэтому эффект Комптона легче наблюдается у атомов с малыми порядковыми номерами( углерод, парафин).
№54 слайд
![. . Корпускулярно-волновой](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img53.jpg)
Содержание слайда: 4.6. Корпускулярно-волновой дуализм света
Рассмотренные выше явления:
интерференции,
дифракции,
поляризации,
дисперсии
объясняются электромагнитной природой света.
Свет, как волна, имеет частоту , длину волны , энергию.
Волну можно делить на части, и она локализована во всем объеме.
№56 слайд
![Cвету присущ корпускулярно-](/documents_6/c1f48e4223c6d4134bfe1002dcab38cd/img55.jpg)
Содержание слайда: Cвету присущ корпускулярно- волновой дуализм.
Cвету присущ корпускулярно- волновой дуализм.
Свет обладает двойственностью: он является и частицей и волной.
Основные уравнения электромагнитного излучения
связывают между собой корпускулярные (энергия и импульс) и волновые (частота или длина волны) свойства.
Скачать все slide презентации Квантовые свойства излучений (Лекция 4) одним архивом:
Похожие презентации
-
Лекция 12. Элементы квантовой механики 12. 1. Корпускулярно-волновая двойственность свойств частиц вещества 12. 2. Соотношение неопре
-
ОПТИЧЕСКИЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ЛЕКЦИЯ 4 Принцип работы лазера и основные свойства лазерного излучения. Лидары.
-
Квантовые свойства электромагнитного излучения. Фотоэффект
-
Лекция 8. Оптика. Квантовая природа излучения
-
Квантовые свойства света Силина Н. А. – МОУ СОШ 2 П. Редкино
-
Лекция 1 Формирование квантовых понятий о свете
-
Радиоактивность. Свойства ядерных излучений.
-
Лекция 2 Формирование квантовых понятий о веществе
-
Квантовая физика- раздел современной физики, в котором изучаются свойства, строение атомов и молекул, движение и взаимодействие ми
-
По физике ТЕПЛОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ лекция 5