Световые кванты

1. Световые кванты

2.

Тепловое излучен
1896 г
. – Вильгельм
h
Вин
I
dI Ae
I ~e
0
kT
dv
h
Хорошо описывает
высокочастотную
часть спектра
1900 г
. Релей, Джеймс
Джинс
2
dI AT d
I ~ 2
2
если , то I
Хорошо описывает
низкочастотную
часть спектра.
Уль
трафиоле
товая
катастрофа

3.

Квантовая теория
«квант» 1900 г
. М акс
порция
Планк
Гипотеза Планка: процессы излучения и
поглощения электромагнитной энергии
нагретым телом происходят не
непрерывно, а конечными порциями –
квантами. Квант – это минимальная порция
энергии, излучаемой или поглощаемой
телом.
Свет излучается,
E hν
распространяется и
c
- энергия
поглощ ается порциями
–
E
h
одного
квантами.
λ
кванта
34
света
Пла
h 6,63 10 Дж с - постоянная
h
1,053 10 34 Дж с
2π

4.

Фотоэффект
1887 г
.
Генрих Герц
Фотоэффект – это явление
вылета электронов из
вещества под действием
света.
осветитель

5. Наблюдение фотоэффекта

Явление
выхода
(вырывания)
электроно
в из
вещества
под
действием
света
получило
название
фотоэлект

6.

7.

Фотоэффект
1887-1889 гг
.–
Алекс андр
Григорьевич
Столетов
I
V
mА
Iн
Uз
0
U
Iн – ток насыщения
Uз – задерживающее напряж

8.

Фотоэффект

9.

Фотоэффект

10. Законы фотоэффекта

Количестве
нные
закономер
ности
фотоэффек
та (1888 - 1889)
были
установле
ны

11. Первый закон фотоэффекта

• Количество
электронов,
вырываемых
светом с
поверхности
металла за 1 с,
прямо
пропорционал
ьно
поглощ аемой
за это время
энергии
световой
волны

12. Второй закон фотоэффекта

Максимальная
кинетическая энергия
фотоэлектронов линейно
возрастает с частотой
2
2
mυ от
mυ
света
и не зависит
E
eU
k
з
его
.
2
2 интенсивности

13. Третий закон фотоэффекта

Для каждого вещества
существует наименьшая
частота min(λmax), при которой
еще возможен фотоэффект, ее
называют красной границей
фотоэффекта

14. Объяснение фотоэффекта

.
Немецкий
физик
М акс Планк
1900 г
.
Гипотеза:
Тела
испускают
свет
порциямиквантами.
где
h = 6,63·10 –34 Дж·с
E h
постоянная Планка

15.

Теория фотоэффект
1905 г
.
Альберт Эйнштейн
E Aвых Eк
hν Aвых
mυ
2
2
уравнение
Эйнштейна
для
фотоэффекта
Авых
– работа
выхода, Дж

16.

Теория фотоэффект
hν min A в
ν min
ν min
λ max
Ав
h
c
λ max
hc
Aв
если
λ λ max
ν ν min
- красная граница
фотоэффекта
, то
фотоэф
фект не
наст уп
ает

17.

Рентгеновски
1895 г
.е спектры
К
Вильгельм Рентген
hv
А

18.

Рентгеновски
е
спектры
К
А
hv
Энергия излучения не может быть
больше энергии электрона.
hv eU
vmax
min
eU
h
c
ch
vmax eU
Расчет
постоянной
Планка eU min
h
c

19.

Эффект
Комптона
1923 г
.
Арт ур
Холли
Частота света уменьшается при
его рассеянии на электронах.
hv1
-
E h v
hv2
Выполняется закон
сохранения
импульс
а:
Pf 0 Pf Pe

20.

Частица вещества
Частиц а
электромагнитного
поля (фотон)
m0 ≠ 0
m0 не существует. Не
v<c
v=c
Могут при
взаимодействии
m 2
E
изменять скорость,
2
двигаться а
ускорением
При
взаимодействии
с
E h
веществом
поглощаются и
излучаются
Обладают
энергией
p m
hv энергией
h
Обладают
c
Имеют
электрический
заряд или не имеют
электрического
заряда
Не имеют
электрического
заряда
имеет массы покоя.
p mc

21.

h f
Давление
света
1900 г
.
h
Pf
c
c
Pf
F
t
F
p
S
Петр Николаевич
Лебедев
Опыты по
измерению
давления света.
p E n hv n
n – концентрация фотонов
Дж Н м Н
2 Па
3
3
м
м
м

22.

Давление
света
отраж аю
щ ая
поверхно у
сть
Р
Ро
поглощ аю
щ ая
поверхноу
сть
Ро
Py 2 Py 0
F
Pf
F
p
S
t
Py Py 0

23.

Корпускулярно – волновой
дуализм
вет - волна свет – поток частиц
•интерференция
•фотоэффект
•дифракция
(красная граница)
•поляризация
•коротковолновая
граница
рентгеновских
спектров
Нильс Бор – принцип
•Эффект Комптона
дополнительности: для
опис ания того или иного
явления надо использовать или
волновую или корпускулярную

24.

Корпускулярно – волновой
дуализм
1923 г
. Луи де-Бройль – все тела
обнару живают свойства волны и
частицы.
h
h
P m
Б
m
дебройле
вская
длина
Чем меньше масс а, тем больше
волны
длина волны – длина волны
фотонов имеет реально
измеримые величины.
1927 г
. – первые наблюдения
дифракции электронов