Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
4
ROZDZIAŁ38.FOTONYIFALEMATERII
dziśnazywamyfotonem),któryzapisaliśmywrówna-
niu(38.2)(E=hν).Potympodstawieniuwzórna
szybkośćpochłaniania(absorpcji)fotonówmapostać:
R=Remisji=
Pemisji
hν
.
Korzystajączrównania(38.1)(ν=c/A),zastępujemy
częstotliwośćνdługościąfaliA,anastępniepodsta-
wiamywartościliczbowe.Otrzymujemy
R=
PemisjiA
hc
=
(6763·10134J·s)(27998·108m/s)
(100w)(590·1019m)
=2797·1020fotonów/s
(odpowiedź).
Dalszeprzykłady,filmyićwiczenianastronieWileyPLUS.
38.2.ZJAWISKOFOTOELEKTRYCZNE
Czegosięnauczysz?
Poprzestudiowaniutegopodrozdziałubędzieszumiał...
38.03
narysowaćprostyszkicdoświadczeniafotoelektrycz-
nego,zzaznaczonympromieniempadającym,metalową
elektrodą,emitowanymielektronami(którenazywamyfoto-
elektronami)ipuszkąkolektora;
38.04
opisaćtrudności,jakiefizykomsprawiałozrozumienie
zjawiskafotoelektrycznegoprzedwyjaśnieniemgoprzez
Einsteinaorazobjaśnićhistorycznąwagęeinsteinowskiego
opisutegozjawiska;
38.05
zdefiniowaćpotencjałhamujący
Vstop
iodnieśćgodo
Podstawowefakty
•
Gdyświatłooodpowiedniowysokiejczęstotliwościpada
napowierzchnięmetalu,elektronypoprzezabsorpcjęfotonów
mogąotrzymaćwystarczającąilośćenergii,byuwolnićsię
zmetaluigoopuścić.Efekttennazywamyzjawiskiemfotoelek-
trycznym.
•Zasadazachowaniaenergiidlategoprocesumapostać
hν=Ekmax+Φ7
gdzie
hν
jestenergiąfotonupochłoniętegoprzezelektron,
maksymalnejenergiikinetycznej
Ekmax
wybitychfotoelektro-
nów;
38.06
zastosowaćdoukładufotoelektrycznegozwiązkimię-
dzyczęstotliwościąadługościąfalipadającegofotonu,mak-
symalnąenergiąkinetycznąfotoelektronów
Ekmax
,pracą
wyjściaΦipotencjałemhamującymVstop;
38.07
naszkicowaćdlaukładufotoelektrycznegozależność
międzypotencjałemhamującym
Vstop
aczęstotliwościąświa-
tłaorazwskazaćnatymwykresieczęstotliwośćprogową
ν0
izwiązaćnachylenienaszkicowanejfunkcjizestałąPlancka
hiładunkiemelementarnyme.
Ekmax
–największąenergiąkinetyczną,jakąmożeotrzymać
elektronopuszczającymetal,a
Φ
(wielkośćzwanapracąwyj-
ścia)jestnajmniejsząenergią,jakąpowinienotrzymaćelektron,
abyuwolnićsięzestanuzwiązaniawmetaluprzezsiłyelek-
tryczne.
•
Jeżeli
hν=Φ
,elektronyjedynieuwalniająsięzmetalu,
aleniemająenergiikinetycznej.Częstotliwość,dlaktórejto
zachodzi,nazywamyczęstotliwościąprogowąν0.
•Jeżelihν<Φ,elektronyniemogąuwolnićsięzmetalu.
Zjawiskofotoelektryczne
wiązkaświatłaowystarczającokrótkiejfaliskierowananaczystąpo-
wierzchnięmetalupowodujeuwolnienieelektronówztejpowierzchni
(światłowybijaelektronyzpowierzchni).Tozjawiskofotoelektryczne
wykorzystywanejestwwieluurządzeniach,m.in.wkamerachwideo.Ein-
steinowskakoncepcjafotonupotrafijewyjaśnić.
Przeanalizujmydwapodstawowedoświadczeniafotoelektrycznewyko-
nywanewukładzieprzedstawionymnarysunku38.1.Światłooczęstotli-
wościνjestwnimkierowanenatarczęT,zktórejwybijaelektrony.Pomię-
