Фотоефект – конспект
З усіх видатних досягнень Альберта Ейнштейна, включаючи спеціальну теорію відносності і загальну теорію відносності, Нобелівську премію принесло йому теоретичне пояснення законів фотоефекту – явища вибивання електронів з металевої пластинки при висвітленні її світлом певних частот. Зокрема, Ейнштейн припустив, що світло поширюється порціями (зараз їх називають фотонами), що і веде до фотоефекту. Було вже встановлено, що світло високих частот (наприклад, синій або ультрафіолетовий) веде до випускання фотонів, а низькочастотний червоний не приводить до цього ефекту. Дивно, але навіть дуже інтенсивний червоний світло не вибивав електрони з мідної пластинки. Енергія електронів, що вилітають зростала разом з частотою світла (зміною його кольору).
Але яким чином частота світла може бути ключем до розуміння фотоефекту? Замість того щоб розглядати світло як класичну хвилю, Ейнштейн припустив, що світлова енергія переноситься порціями, квантами, енергія яких пропорційна частоті, помноженої на якусь константу (пізніше названу постійної Планка). Якщо частота фотона нижче порогової, йому просто бракує енергії, щоб вибити електрон. Як дуже грубу аналогію для червоного кванта невеликій енергії уявіть, що ви кидаєтеся горохом в кулю для боулінгу. Горошина не зможе отщепить частина кулі. І навіть багато горошин не зможуть, якщо ви кинете їх пригорщею! Теорія Ейнштейна пояснювала безліч спостережень, які свідчать, що для даного металу існує якась мінімальна частота падаючого випромінювання, нижче якої ніяких фотоелектронів вже не випускається (її називають “червоним кордоном фотоефекту”. – Прим. Пер.). У наші дні робота безлічі пристроїв (наприклад, сонячних батарей) заснована на перетворенні світла в електричний струм.
У 1969 р американські фізики припустили, що фотоефект можна пояснити без залучення концепції фотонів і, таким чином, це явище не доводить їх існування. Проте вивчення статистичних властивостей фотонів привело в 1970-х рр. до експериментального підтвердження виразно квантової (не класичний) природи електромагнітного випромінювання.
Related posts:
- Фотоефект – реферат Фотоефектом називається явище, в якому світло вибиває електрони з речовини. Фотоефект відкрив Герц, коли проводив досліди з іскровим розрядником для створення електромагнітних імпульсів. В напівпровідниках фотоефект може бути ще й внутрішнім, коли електрони, вибиті світлом з вузлів решітки, залишаються всередині кристалу, підвищуючи його електропровідність. Очевидно, швидкість фотоелектронів залежить від енергії світла. Але що таке – […]...
- Досліди Столєтова Фотоефектом називається випускання електронів речовиною при поглинанні їм квантів електромагнітного випромінювання (фотонів). Р. Герц відкрив фотоефект в 1887 р. і встановив, що довжина іскри в розряднику стає більше при попаданні на його металевих електродів світла від іскри другого розрядника. Перші дослідження фотоефекту були виконані російським ученим А. Р. Столєтова (1888 р.). Ф. Ленард і Дж. […]...
- Флюоресценція Стокса У дитинстві я збирав зелені світяться камені, що нагадували мені про Смарагдовому місті з книги “Чарівник країни Оз”. Флюоресценція – це світіння об’єкта у видимому діапазоні світлових хвиль, обумовлене поглинанням електромагнітного випромінювання. У 1862 р фізик Джордж Стоці спостерігав явище, що описується законом, який ми називаємо тепер законом флюоресценції Стокса. Він говорить: довжина хвилі испущенного […]...
- Дисперсія світлових хвиль Якщо на тригранну призму направити пучок білого світла, то на екрані можна чітко побачити спектр, що складається з семи кольорів. Це відбувається тому, що біле світло складний і складається з простих квітів, які по-різному переломлюються призмою. Кут заломлення світла залежить від показника заломлення середовища. Розкладання білого світла в спектр означає, що світло різного кольору має […]...
- Ефект Комптона Уявіть, що ви крикнули, і ваш голос повернувся як відлуння, відбившись від віддаленій стіни. Ви ж не очікуєте, що луна вашого голосу прозвучить на октаву нижче? Звукові хвилі відбиваються, не змінюючи частоти. А от з рентгенівськими хвилями справа йде інакше. У 1923 р фізик Артур Комптон показав, що при падінні рентгенівських променів на електрони розсіяне […]...
- Веселка – конспект Найбільш красиве явище в природі – це веселка. Коли сонце перебуває поблизу горизонту, нам видно повний півколо, а коли сонце стоїть високо, видно лише частину веселки у горизонту. Коли сонце перебуває по відношенню до горизонту більше 45 °, а це буває вдень і влітку, то веселку не видно, оскільки вона йде за горизонт, проте її […]...
- Розвиток уявлень про світло в 17-20 століттях Питання, що представляє собою світло і які його властивості, хвилювало вчених ще в глибоку давнину. Вчення про світло розвивалося таким чином, що ряд законів, яким підкоряються світлові явища, був встановлений раніше, ніж стало зрозуміло, яка ж природа світла. До таких законів належать закони прямолінійного поширення, відображення, заломлення, повного внутрішнього відбиття світла. Однак пояснення ці закони […]...
- Що таке фотон Фотон – це частка світлового потоку, що володіє мінімально можливою енергією. Ще кажуть, що фотон – це частка, що володіє мінімальним квантом світла (порцією світлової енергії). Фотон вважається безмассовой часткою, тобто часткою, яка взагалі не має маси. Примітно, що і електричний заряд фотона також прийнято вважати рівним нулю. Історія Вперше поняття “фотон” ввів в 1926 […]...
- Труднощі класичного пояснення фотоефекту Як можна було б пояснити фотоефект з погляду класичної електродинаміки і хвильових уявлень про світло? Відомо, що для виривання електрона з речовини потрібно повідомити йому деяку енергію A, звану роботою виходу електрона. У разі вільного електрона в металі це робота з подолання поля позитивних іонів кристалічної решітки, що утримує електрон на кордоні металу. У разі […]...
- Хвильова оптика Хвильова оптика – розділ оптики, який досліджує поширення світла на основі його хвильової природи, розглядається світло, як електромагнітні хвилі, які мають усі наведені їх властивостями. Хвильова оптика – розділ оптики, який досліджує поширення світла на основі його хвильової природи, тобто розглядає світло, як електромагнітні хвилі, які мають усі наведені їх властивостями. Хвильова оптика вивчає такі […]...
- Що таке фотони У результаті дослідження явищ, пов’язаних із взаємодією світла і речовини (теплове випромінювання і фотоефект), фізики прийшли до висновку, що світло складається з окремих порцій енергії – фотонів. Випромінювання світла, його поширення та поглинання відбувається строго цими порціями. Фотони мають енергією і імпульсом і можуть обмінюватися ними з частками речовини (скажімо, з електронами або атомами). Як […]...
- Закон Релея Розсіювання світла в каламутних середовищах на неоднорідностях, розміри яких малі порівняно з довжиною хвилі, можна спостерігати, наприклад, при проходженні сонячного світла через посудину з водою, в яку додано трохи молока. При спостереженні збоку в розсіяному світлі середу здається блакитний, тобто в розсіяному випромінюванні переважають хвилі, відповідні короткохвильової частини спектра сонячного випромінювання. Світло ж, що пройшов […]...
- Фотосинтез і хемосинтез – конспект Фотосинтез. Слово “фотосинтез” буквально означає з’єднання, створення під дією світла. Фотосинтез – це утворення клітинами вищих рослин, водоростей і деякими бактеріями органічних речовин з води і вуглекислого газу з участю енергії світла. За допомогою хлорофілу (або інших пігментів), що міститься в хлоропластах і хроматофорах, вони здійснюють перетворення світлової енергії в енергію хімічних зв’язків. Це складний, […]...
- Властивості світлових полів Світловим полем називають електромагнітне поле в оптичному діапазоні частот. Оптичні частоти надзвичайно великі (близько 1014-1015 Гц), а різниця частот між кордонами оптичного діапазону дуже мала в порівнянні з їх величинами, тому прийнято вимірювати оптичний діапазон в довжинах хвиль. Специфіка оптичного діапазону полягає в його двох головних особливостях: В оптичному діапазоні виконуються закони геометричної оптики, В […]...
- Як виміряти звукову хвилю? Довжина хвилі – це відстань між двома найближчими точками хвилі в одній фазі коливань. Довжину хвилі вимірюють від одного максимуму хвилі до іншого. Більшість з нас бачили хвилі на морі. Перш ніж досягти берега, хвилі покривають морську гладь брижами. Самі верхні точки хвиль називаються максимумами, самі нижні – мінімумами. Відстань між одним максимумом і іншим […]...
- Вибір частоти несучих коливань в радіозв’язку Для передачі повідомлень за допомогою модульованих коливань потрібно виділити поблизу несучої частоти смугу частот шириною ΔωАМ = 2Ωmax при амплітудної модуляції або Δω ≈ 2Δωдев при частотної модуляції. У радіомовлення при амплітудної модуляції Ωmax ≈ 2π × 5 кГц. Ширина каналу радіозв’язку визначає число радіостанцій, які можуть працювати в даному відносному інтервалі частот, не заважаючи […]...
- Колір неба – доповідь Небо буває забарвленим в різні кольори в залежності від часу доби і погоди. Б ясний погожий день воно, звичайно, блакитне. Спробуємо знайти причину цього. Земля освітлюється світлом Сонця. Він проходить через атмосферу планети. Світло, як відомо, це електромагнітна хвиля, тобто рухається в просторі пара змінних полів – електричного і магнітного. У будь-якій точці простору, що […]...
- Звук, види звуку Звук в широкому сенсі – це пружні коливання і хвилі, які поширюються в газоподібних, рідких і твердих речовинах; у вузькому сенсі – це явище, яке суб’єктивно сприймається органами слуху людини і тварин. У нормі вухо людини чує звук в діапазоні частот від 16 Гц до 20 кГц. Звук із частотою нижче 16-20 Гц називається інфразвуком, […]...
- Дисперсія світла – коротко Отже, в чому полягає явище дисперсії світла? У минулій статті ми розглянули закон заломлення світла. Тоді ми не замислювалися, а точніше – не згадували про те, що світло (електромагнітна хвиля) має певну довжину. Давайте згадаємо: Світло – електромагнітна хвиля. Видиме світло – це хвилі, що мають довжину в інтервалі від 380 до 770 нанометрів. Так […]...
- Обмін речовин в організмі – конспект Обмін речовин в організмі являє собою сукупність всіх хімічних реакцій, що відбуваються в ньому. Хімічні реакції, пов’язані з перетворенням речовин, відносять до двох процесів – пластичного і енергетичного обміну. Пластичний обмін – це сукупність реакцій синтезу органічних речовин в клітині з використанням енергії. Енергетичний обмін – це розпад отриманих з їжею поживних речовин до простих […]...
- Електромагнітна природа світла Світло має як хвильовими властивостями, так і корпускулярними властивостями. Така властивість світла називає корпускулярно – хвильовий дуалізм. Але вчені і фізики давнину не знали про це, і спочатку вважали світло пружною хвилею. Світло – хвилі в ефірі Але так як для поширення пружних хвиль потрібна середу, то виникав правомірне питання, в якій же середовищі поширюється […]...
- Квантові (корпускулярні) властивості полів До кінця XIX в. склалося уявлення про те, що наш світ складається з частинок і фундаментальних полів – двох складових матерії. Залишалися лише малі “недопрацювання”, для подолання яких потрібно було прикласти деякі зусилля. Проте з цих малих “недоробок” на рубежі XIX-XX ст. у фізиці виникла нова, революційна теорія, яка кардинальним чином змінила уявлення про частки […]...
- Тиск – конспект Що таке тиск? Чому на пухкому снігу лижник не провалюється,, а пішохід провалюється (рис. 18.1)? Справа в тому, що, коли людина стає на лижі, сила, з якою він тисне на сніг, діє на велику площу. Ми говоримо, що при цьому людина чинить менший тиск на сніг. Тиском р називають відношення модуля сили тиску F, що […]...
- Що таке світло – коротко Що таке світло? Світло – це електромагнітне випромінювання, довжини хвиль якого лежать в діапазоні від 380 до 760 нанометрів. Саме цей діапазон хвиль сприймається нашими очима як видиме світло. Так, хвиля певної довжини, відбиваючись від предмета, потрапляє на сітківку ока, і ми вирішуємо, що цей предмет, наприклад, жовтого кольору. Найкоротшою довжині хвилі відповідає фіолетовий світло, […]...
- Плавання суден – конспект Чому шматок пластиліну тоне, а пластилінова човник плаває? Поставимо досвід Опустіть у воду пластиліновий брусок – він відразу піде на дно, тому що щільність пластиліну більше щільності води. А тепер виліпити з цього ж бруска пластиліну човник і опустіть її на воду. Вона буде плавати. Чому? На рис. 23.5 схематично в розрізі показана плаваюча на […]...
- Альдегіди – конспект Розглянемо альдегіди на прикладі формальдегіду (його ще називають мурашиним альдегідом), який утворюється в результаті окислення метанолу або ацетальдегіду (його називають оцтовою кислотою), він утворюється в результаті реакції окислення азоту. Всі молекули альдегіду мають групу, пов’язану з вуглеводневим радикалом. Формальдегід становить виняток: альдегидная група в його молекулі пов’язана з атомом водню. “Забобон є впевненість, на знанні […]...
- Темна матерія – конспект Астроном Карл Фрімен і викладач Джефф Макнамара пишуть: “Вчителі часто говорять своїм учням, що Періодична таблиця елементів показує, з чого складається Всесвіт, але це – неправда. Ми тепер знаємо, що велика частина Всесвіту – близько 96% – складається з темного матеріалу (темної матерії і темної енергії), який не піддається короткого опису “. З чого б […]...
- Коли механічна енергія зберігається? При падінні каменю його потенційна енергія зменшується. Але при цьому швидкість каменю збільшується, а значить, збільшується і кінетична енергія каменю. При русі ж каменя, кинутого вгору, його потенційна енергія збільшується, але зменшується кінетична енергія. Таким чином, кінетична енергія може перетворюватися в потенційну, і назад. Досліди і розрахунки показують, що якщо між тілами системи діють тільки […]...
- Шкала електромагнітних хвиль Електромагнітні хвилі класифікуються за довжиною хвилі або пов’язаною з нею частотою хвилі. Відзначимо також, що ці параметри характеризують не тільки хвильові, а й квантові властивості електромагнітного поля. Відповідно в першому випадку електромагнітна хвиля описується класичними законами, а в другому – квантовими законами. Розглянемо поняття спектра електромагнітних хвиль. Спектром електромагнітних хвиль називається смуга частот електромагнітних хвиль, […]...
- Квазари – конспект “Квазари відносяться до найбільш загадковим об’єктам у Всесвіті через їх малого розміру і колосального виділення енергії, – пишуть вчені на сайті hubblesite. org. – Квазари не набагато більше нашої Сонячної системи, але випускають в 100 або 1000 разів більше світла, ніж ціла галактика, яка містить сто мільярдів зірок “. Квазари були оповиті таємницею протягом десятиліть. […]...
- Сила струму – конспект Про наявність струму ми можемо судити по кожному з явищ, описаних в § 40. Для кількісної ж характеристики струму вводиться поняття сили струму. Силою струму в провіднику називають фізичну величину, рівну кількості електрики, що проходить через перетин провідника за одиницю часу. Таким чином, якщо за час через перетин провідника проходить кількість електрики, рівне, то сила […]...
- Колір неба На нашому сайті ви вже могли прочитати, що таке колір. Але скільки існує різних кольорів, що робить навколишні нас речі кольоровими? І наукове пізнання на багато таких питань вже може дати відповідь. Наприклад, пояснити колір неба. Що робить навколишні нас речі кольоровими? Як пояснити колір неба? Для початку потрібно буде згадати про великого Ісаака Ньютона, […]...
- Атоми – конспект Чи існують атоми? Геніальний здогад про те, що речовина складається з найдрібніших частинок, висловили ще древні греки. Найбільш повно її розвинув філософ Демокріт. Демокріт Демокріт (близько 460-370 рр. До н. Е.). Таким уявляв собі цього вченого один з французьких художників 17-го століття. За мудрість і дивовижну доброзичливість сучасники прозвали Демокрита “розсміяним філософом”. Ось як образно […]...
- Розсіювання світла З класичної точки зору процес розсіювання світла полягає в тому, що світло, проходячи через речовину, збуджує коливання електронів в атомах. Хиткі електрони стають джерелами вторинних хвиль. Вторинні хвилі є когерентними і тому повинні інтерферувати. У разі однорідного середовища вторинні хвилі гасять один одного у всіх напрямках, крім напрямку поширення первинної хвилі. Тому розсіювання світла, тобто […]...
- Поляризація світла Дифракція і інтерференція світла підтверджує хвильову природу світла. Але хвилі можуть бути поздовжніми і поперечними. Розглянемо наступний досвід. Поляризація світла Припустимо пучок світла через прямокутну пластину турмаліну, одна з граней якої паралельна осі кристала. Ніяких видимих змін не відбулося. Світло лише частково погасив у пластині і придбав зеленувате забарвлення. Тепер після помістимо ще одну пластину […]...
- Звук. Поріг чутливості Людський орган слуху вловлює відхилення від тиску повітря, який створюється звуковою хвилею від атмосферного тиску. Відомо, що позначені верхній і нижній поріг чутливості; нижній поріг бере свій початок від 2х10-5 Па при частоті 1000 Гц, а верхній поріг – 20 Па при однаковій частоті. Звуковий тиск Р вимірюється в Н / м2 (Па). Частота коливань […]...
- Обмін речовин і енергії в клітині – конспект Зростання, розвиток, розумова і фізична діяльність можливими завдяки обміну речовин і енергії в клітині. Перетворення речовин в енергію є головною умовою живих організмів, починаючи одноклітинними рослинами і закінчуючи людиною. Анаболізм і катаболізм Обмін речовин або метаболізм – сукупність складних хімічних реакцій, що відбуваються в кожній клітині живого організму. Основна властивість обміну речовин і енергії – […]...
- Закон Архімеда – конспект Нявіть, що ви зважуєте якийсь об’єкт – наприклад, свіже, що не зварене яйце. Якщо ви покладете яйце в таз з водою, то, згідно з показаннями ваг, воно буде важити менше, ніж якби його зважили, діставши з тазу. Вода викликає спрямовану вгору силу, яка частково підтримує яйце, зменшуючи його вагу. Прояв цієї сили ще більш очевидно, […]...
- Випромінювання Черенкова Черенковське випромінювання виникає, коли заряджена частинка (наприклад, електрон) пролітає крізь прозору середу (наприклад, скло або воду) зі швидкістю, що перевищує швидкість світла в цьому середовищі. Один з найбільш звичайних прикладів такого випромінювання дають ядерні реактори, які часто занурені в басейн з охолоджувальною рідиною. Активна зона реактора оточена моторошнуватим синім світінням, викликаним черенковське випромінюванням народжених в […]...
- Будова клітини – конспект Клітини мають мікроскопічні розміри. Вивчати їх будову можна тільки при великому збільшенні (рис. 3). Під оптичним мікроскопом видно основні частини клітини: цитоплазма і ядро (рис. 4). Форма клітин різноманітна (рис. 5). Електронний мікроскоп дозволяє побачити, що клітина має складну будову (рис. 6). Вона покрита оболонкою – клітинною мембраною. Цитоплазма містить органели – постійні частини клітини, […]...