Studopediya

КАТЕГОРИЯ:


Астрономия- (809) Биология- (7483) Биотехнологии- (1457) Военное дело- (14632) Высокие технологии- (1363) География- (913) Геология- (1438) Государство- (451) Демография- (1065) Дом- (47672) Журналистика и СМИ- (912) Изобретательство- (14524) Иностранные языки- (4268) Информатика- (17799) Искусство- (1338) История- (13644) Компьютеры- (11121) Косметика- (55) Кулинария- (373) Культура- (8427) Лингвистика- (374) Литература- (1642) Маркетинг- (23702) Математика- (16968) Машиностроение- (1700) Медицина- (12668) Менеджмент- (24684) Механика- (15423) Науковедение- (506) Образование- (11852) Охрана труда- (3308) Педагогика- (5571) Полиграфия- (1312) Политика- (7869) Право- (5454) Приборостроение- (1369) Программирование- (2801) Производство- (97182) Промышленность- (8706) Психология- (18388) Религия- (3217) Связь- (10668) Сельское хозяйство- (299) Социология- (6455) Спорт- (42831) Строительство- (4793) Торговля- (5050) Транспорт- (2929) Туризм- (1568) Физика- (3942) Философия- (17015) Финансы- (26596) Химия- (22929) Экология- (12095) Экономика- (9961) Электроника- (8441) Электротехника- (4623) Энергетика- (12629) Юриспруденция- (1492) Ядерная техника- (1748) Arhitektura- (3434) Astronomiya- (809) Biologiya- (7483) Biotehnologii- (1457) Военни бизнесмен (14632) Висока technologies- (1363) Geografiya- (913) Geologiya- (1438) на държавата (451) Demografiya- ( 1065) Къща- (47672) журналистика и смирен (912) Izobretatelstvo- (14524) външен >(4268) Informatika- (17799) Iskusstvo- (1338) историята е (13644) Компютри- (11,121) Kosmetika- (55) Kulinariya- (373) културата е (8427) Lingvistika- (374) Literatura- (1642) маркетинг-(23702) математиците на (16968) Механична инженерно (1700) медицина-(12668) Management- (24684) Mehanika- (15423) Naukovedenie- (506) образователна (11852) truda- сигурност (3308) Pedagogika- (5571) Poligrafiya- (1312) Politika- (7869) Лево- (5454) Priborostroenie- (1369) Programmirovanie- (2801) производствено (97 182 ) индустрия- (8706) Psihologiya- (18388) Religiya- (3217) Svyaz (10668) Agriculture- (299) Sotsiologiya- (6455) на (42831) спортист строително (4793) Torgovlya- (5050) транспорт ( 2929) Turizm- (1568) физик (3942) Filosofiya- (17015) Finansy- (26596) химия (22929) Ekologiya- (12095) Ekonomika- (9961) Electronics- (8441) Elektrotehnika- (4623) Мощност инженерно ( 12629) Yurisprudentsiya- (1492) ядрена technics- (1748)

Приблизително алгоритъм за решаване на проблеми количествени




1. Прочетете изявлението на проблема. За да разберете какво физични явления и процеси в нея са дадени.

2. Припомнете си определението на физични величини, характеризиращи тези явления и свойства на органи, участващи в тях.

3. Не забравяйте, че физическите закони са валидни за събития, описани в проблема.

4. Определяне на физическия смисъл на количествата, посочени в задачата се посочва явленията или процесите.

5. "площ" наляво, за да записва всички данни по проблема (изразяването им в SI единици) и неизвестни количества.

6. Направете чертеж (модел верига) на задачата на приетите правила и да го използвате, за да реши проблема.

7. Запис на физичните закони и дефиниции на физически количества, които са необходими, за да се реши проблема.

8. запис във формата на математически отношения, които експресират физически смисъла на допълнителните условия, определящи посочения задача на това явление.

9. Решете получената система от уравнения в общата форма на сравнително неизвестни количества.

10. Извършване на проверка на измерение, получена формула.

11. Изчислете стойностите на неизвестни количества в съответствие с правилата на приблизителни изчисления.

12. Да се ​​анализира стойността на получените стойности, се уверете, че те са реални и отговарят на условията на проблема.

2. "В светлината кванти"

Това ръководство ще играе ролята на помощник в изучаването на темата "светлина кванти The."

2.1 Основното съдържание: Произходът на квантовата теория. Фотоелектричния ефект. Теорията на фотоелектричния ефект. Използването на фотоелектричния ефект. Фотони. двойственост Wave-частиците. Лек натиск. Химичният действието на светлината.

2.2. Основни знания и умения:

Някои:

• знае съдържанието на понятията: фотон фотоелектричния ефект;

• да са наясно с натиска и химическата действието на светлината;

• Знайте буквени символи и мерни единици работата функция, енергията на фотоните, константата на Планк, инерцията на фотона, фотоелектричния праг;

• да може да се прави разлика между вакуума и соларни клетки полупроводникови.

Mid-Range:

• знае съдържанието на понятията: двойственост вълна-частица, червения край на фотоелектричния ефект;

• да е в състояние да даде примери за използването на слънчеви клетки, химическата действието на светлина, лек натиск.

Достатъчно ниво:

• познават структурата и функцията на полупроводникови и вакуумни фотоклетките на;

• да бъде в състояние да намери червена рамка с помощта на уравнението на фотоелектричния ефект и енергията на фотоелектроните Айнщайн;

• познават същността на квантовата концепции на разпределението и усвояването на светлина.

Високо ниво:

• да се запознаят с условията и явления, които се случват, когато еритроцитите и развяват свойства на светлината, както и тяхното обяснение;

• да са наясно с постиженията и перспективите на развитието на технологиите в използването на фотоелектричния ефект.

2.3. Кратко основни теоретични информация:



В началото на XX век възниква квантовата теория - теорията на движение и взаимодействие на елементарните частици, състоящи се от тези системи. The излъчване и поглъщане на светлината се държи като поток от частици. Свойства на светлината, уловена в излъчване и поглъщане, наречен еритроцитите.

Светлинни частици, наречени фотони или квантов.

Енергията на фотона се определя от формулата на Планк:

Къде V - честота на светлината; з - Планк константа,

H = 6,63 × 10 -34 х с J.

Фотонна енергия се измерва в джаули и електрон волта, и

1 ЕГ = 1,6 × 10-19 J.

Дължината на вълната на светлината, свързана с отношението на скоростта и честота:

Поради това, енергията на фотона може да бъде изразена чрез формулата

където с = 3 х 10 8 м / сек - скоростта на светлината във вакуум.

Цикличният честота w = 2pn, Н = Н / 2p, така

където H = л, 05 × 10 -34 J × S;

Инерцията на фотон

фотон маса

Фотоелектричния ефект (фотоелектричния ефект) се нарича явлението на изтласкване на електрони от веществото под действието на светлина.

За фотоефекта Айнщайн уравнение е вярно:

където - Енергията на погълнатата светлина частта, която ще изпълнява О работа функция A (това е работата, че е необходимо да се направи за електрон Изхвърлянето на металната повърхност), и съобщение на кинетичната си енергия

Фотоелектричния ефект се наблюдава само когато честотата на светлината над минимума, в зависимост от естеството на веществото, стойност N мин - граничната честота, наречена червено границата на фотоелектричния ефект.

В същото време за изваждане на електрони от метал квантова енергия трябва да бъде по-голяма от или равна на изхода, т.е. отгдето

Граничната стойност на дълга дължина на вълната на фотоефекта

Ако честотата на светлината (Или дължина на вълната на светлината , Се наблюдава фотоелектричния ефект.

2.4.Primeryresheniya задачи:

Цел 1.

Определяне на енергията, масата и инерцията на фотон на видима светлина с дължина на вълната от A = 500 нм.

Като се има предвид: SI: Решение.

λ = 500 нм 5-10 -7 m фотонна енергия:

с = 3 х 10 8 m / и E = HV =

Е - т - р -? провери измерение

Масата на фотона:

;

Инерцията на фотон:

;

,

;

Отговор: ;

Цел 2.

Максимална дължина на вълната на светлината, в която се наблюдава фотоелектричния ефект за калий, 6.2 - 10 -5 см Намерете електрон работа функцията на калий ..

Като се има предвид: SI: Решение.

λ = 6,2 × 10 -5 cm 6,2 × 10 -7 m-висока дължина на вълната, при която

с = 3 х 10 8 m / и за метал фотоелектричния ефект (т.е. на дълговълнова

Н = 6,63 × × 10 -34 J граница с фотоелектричния ефект), вързани с червена рамка

Metal фотоелектричния ефект съотношение:

AO -

където с - скоростта на светлината във вакуум.

По дефиниция, червения край на фотоелектричния ефект:

Като се има предвид , ,

провери измерение

Отговор. ,

Задача 3.

Определяне на най-голямата дължина на вълната на светлината, с която може да се появи на фотоелектричния ефект за платина.


Като се има предвид решението.

А О = 8,5 × 10 -19 J Ние намерите червено граница на фотоефект за платина,

с = 3 х 10 8 m / и като се има предвид, че:

H = 6,63 × 10 -34 х с J.

-

където A отношение - работа функция на електрони от платината - се определя от масата.

Тази честота съответства на желания Максимална дължина на вълната

,

като се вземе предвид израз за най-ниска честота, т.е., на изразяване червена граница на фотоефекта:

провери измерение

Отговор. 234 нм

Задача 4.

Какво е най-ниската честота на светлината, в която се наблюдава фотоелектричния ефект, дори ако работата на функцията за електрон на метала 3,3 × 10 -19 J?

Като се има предвид: Solution.

А О = 3,3 × 10 -19 J. Минималната честота на светлината, която все още

Н = 6,63 × 10 -34 J × и наблюдава фотоелектричния ефект, наречен червена рамка

фотоелектричния ефект и се изчислява по формулата:

Проверете измерение:

Отговор.

Задача 5.

Определяне на дължината на вълната на фотона, инерцията на която е равна на импулса на електрона, прелитащ над ускоряване потенциална разлика от 4.9 V.

Като се има предвид: Solution.

U = 4.9 фотон на импулс

р ^ р = С

Н = 6,63 × × 10 -34 J с електронен импулс PE = m д V в. Според изявлението на проблема,

| E | = 1,6 х 10 -19 р Cl р = е С, и следователно, където

м д = 9,1 × 10 -31 кг Къде м д = m 0 - маса на електрона, V - неговата

- скорост. Скоростта на електрон, ускоряване летял

потенциална разлика от U, ние определяме с помощта на закона за запазване и трансформация на енергия, според които работата на електрическото поле е равна на промяната на кинетичната енергия на електрона, което е,

Като първоначалната електрон скорост V 0 = 0 и като се вземе предвид, че A = на ЕС, получаваме:

отгдето

къде е - електронен модул заряд (модул взето отрицателен заряд).

Ние замени стойността на скоростта в уравнението на дължината на вълната, получаваме:

Проверете измерение:

Отговор.

Задача 6.

Колко фотони на 1 падания с човешко око, когато окото възприема светлина с дължина на вълната от 0,5 микрона с светлинен поток 2 × 10 -17 W?


Като се има предвид: SI: Решение.

T = 1 s общата енергия на светлината удря окото е

0,5mkm λ = 5 × 10 -7 m на произведението на силата на светлинния поток

Н = 6,63 × 10 -34 × J ите и час:

р = 2 × 10 -17 W W = pt

с = 3 х 10 8 м / сек на един фотон енергия

N-?

Тогава броят на фотоните, уловени в очите през това време:

Проверете измерение:

Отговор. N = 50.

Целева 7.

Цезий светложълт монохроматична светлина с дължина на вълната
0,589 х 10 -19 J. Определяне на кинетичната енергия на електроните, отделяни от цезий.

Като се има предвид: SI: Решение.

λ = 0589 × 10 -6 m 5,89 × 10 -7 m да се използва уравнението на Айнщайн

Н = 6,63 × × 10 -34 J за фотоелектричния ефект:

А ф т = 2,9 × 10 -19 E F

С = 3 х 10 8 m / S предвид, че честотата на излъчването свързана

Е да -? със съотношение на дължина на вълната: ,

и - Кинетичната енергия

излъчвана от металните електроните, уравнение на Айнщайн може да бъде пренаписана като:

където

Отговор. Е да 0,48 10 -19 J.

Целева 8.

В един от експериментите на фотоелектричния ефект метална плоча осветен от светлина с 420 nm дължина на вълната. В работата на функцията на електрона от повърхността на плоча 2 EV. Когато задържане потенциална разлика фототока престане?

Като се има предвид: SI: Решение.

λ = 420 нм 4,2 × 10 -7 m Според уравнение на Айнщайн

Н = 6,63 × × 10 -34 J за фотоелектричния ефект:

И в а х = 2 EV 2 × 1,6 × 10 -19 m

Е = 1,6 х 10 -19 Kl от кинетичната енергия на излъчваната

U е -? фотоелектроните: ,

Електрон емисии от повърхността на плочата се спира, когато потенциалната енергия на електрона в Eu S забавящо поле ще бъде равна на кинетична енергия, т.е.

,

Когато U S - задържане на потенциална разлика, или напрежение на закъснението. Честотата на радиация

Следователно,

,

Следователно задържането на потенциална разлика:

провери измерение

Отговор.

Целева 9.

Electron работа функция на калий е 3.2 × 10 -19 J. Will наблюдава фотоелектричния ефект, когато калий светлина осветление с дължина на вълната от 0,7 микрона?

Като се има предвид: SI: Решение.

0,7mkm λ = 0,7 × 10 -6 m определено червена рамка на фотоелектричния ефект -

Н = 6,63 × × 10 -34 J до най-високата дължина на вълната от условията, които:

А и с = 3.2 × 10 -19 J ,

C = 3 х 10 8 м / сек като как

U е -? Следователно, ,

Проверете измерение: ,

Фотоелектричния ефект се наблюдава, ако , Калият е осветен със светлина от дължината на вълната λ = 0,7 · 10 -6 m, е по-голяма от границата дължина на вълната за фотоелектричния калий т.е.
0,7 × 10 -6 m> 0,622 × 10 -6 m. Следователно, не се наблюдава фотоелектричния ефект.

Отговор.


2.5. 3adaniya самостоятелно:

2.5.1.Teoreticheskie въпроси:

Някои:

1. Какво е името на отделните части на енергията, която излъчва и поглъща тялото под формата на светлина?

2. Какви са ефектите от светлина върху нещата, които знам?

3. Какво е феноменът на изтласкване на електрони от вещество под влияние на светлината?

4. Като посочени устройства, чието действие се основава на феномена на фотоелектричния ефект?

5. Що се отнася до външните характеристики, споделени от вакуумни и полупроводникови слънчеви клетки?

Mid-Range:

1. Каква е червен ръб на фотоелектричния ефект?

2. Как да се формулират законите на фотоефекта?

3. Как ще се разбере концепцията на двойствеността (вълна-частица) природа на светлината?

4. Когато в изкуството и науката за използване на фотоелектричния ефект?

5. Какви са проявите на химическата действието на светлина и налягане са познати на вас?

6. дава примери за използването на фотоволтаични клетки в областта на техниката и бита.

Достатъчно ниво:

1. Както бе обяснено от законите на фотоефекта от гледна точка на теорията на квантовата на светлината?

2. Каква е - структурата и функцията на слънчевите клетки вакуумни и полупроводникови?

3. Как да се намери, като се използва уравнение на Айнщайн за фотоефекта, фотоелектричния праг за дадено вещество?

4. Какво определя енергията и инерцията на фотон?

Високо ниво:

1. При какви условия и в който феномени случи вълнови свойства на светлината?

2. При какви условия и в който феномени случи корпускулярни свойства на светлината?

3. Каква е съвременната теория на светлината? Какво явление може да се обясни с вълна и как частиците свойства на светлината?

2.5.2. Цели:

1. Определяне на фотонна енергия, съответстваща на най-дългата (0,75mkm) и най-краткото (0.4 М) вълните на видимия спектър.

[2.6 10 -19 J; May 10 -19 J].

2. Намерете масата и инерцията на фотони на X (V = 18 октомври Hz) лъчи.

[10 -23 7,3 кг; 2.2 10 -24 кг м / сек].

3. Каква е динамиката на фотон, чиято енергия е равна на 10 юни -19 J?

[2 кг 10 -27 m / и].

4. Източникът на светлина излъчва 100w фотон май 1020 в 1 сек. Намерете средната дължина на вълната на излъчване.

[0.99 m].

5. При какви работно напрежение рентгенова тръба, ако най-много "твърди" лъчите в рентгеновия спектър на тръбите за да имат честота от 10 19Hz?

[41kV].

6. дълга дължина на вълната (червен) граница на фотоефекта за сребро е 0,29mkm. Определя работата функция.

[10 -19 J 6.9, или 4.3 ЕГ].

7. Дали фотоелектричния ефект на цинк ще възникнат под влияние на лъчение с дължина на вълната от 0.45 m?

[Не възникват.].

8. Каква е максималната кинетична енергия на литий са извадени от електроните, когато се облъчва със светлина на честота 10 15 Hz?

[1.74 ЕГ].

9. Каква е максималната скорост на електроните, 1 извади от повърхността на платина от облъчване със светлина с дължина на вълната 100 нанометра?

[1,6 мм / сек].

10. Какво е дължината на вълната на лъчите трябва да бъде насочена към повърхността на цезий до максималната скорост на фотоелектроните е 2000 км / ите? Червеният граница на фотоефект за цезиев е 690 пМ. [94 Nm]

Вариант №l:

1. червено граница на фотоефект за платина е равна на 196 пМ. Определяне на електрон работа функцията на този метал в електрон волта.

2. Metal осветен рентгеново дължина на вълната от 1,1 нм. Определя се скоростта на електроните, отделяни от метал. Работа функция пренебрегвани.

3. фотоклетката се осветява със светлина от 400 нанометра дължина на вълната. Фотоелектроните освободени от металната повърхност, напълно блокирани в потенциална разлика от 1.5. Определяне на метал функцията на фотокатода и червена граница на фотоефекта.

4. Определяне на енергията и масата на фотона, което отговаря на дължина на вълната 620 пМ.

Variant№2:

1. Каква е максималната скорост на фотоелектроните, отделяни от среброто, когато го освети, лъчите на дължина на вълната 280 нм?

2. енергия на фотона равно на кинетичната енергия на електрона, която има първоначална скорост от 106 м / сек, и ускорено от потенциална разлика 4 Б. Виж дължина на вълната фотон.

3. Определяне на най-високата скорост на електрона, излъчвана от цезий, когато са осветени с оглед на честота от 750 THz.

4. Определяне на скоростта на фото ефекти с калиев светлина виолетова светлина с дължина на вълната от 4,2 × 10 -7 m, ако работата функция на електрони от повърхността на калий от 2.2 ЕГ.

Вариант №Z:

1. Определяне на честотата на електромагнитното излъчване, енергията на фотона е равен на 3,31 × 10 -19 J. ли ще оспори това усещане за светлина радиация при хората?

2. Колко пъти енергията на фотон от виолетова светлина радиация повече фотонна енергия на червена светлина, ако дължината на вълната на виолетова светлина във вакуум λf = 400nm, червен X, K = 750nm?

3. Намерете енергията и дължината на вълната на излъчване, масата на фотона е равна на масата на електрона почивка.

4. Намерете напрежението при което рентгеновата тръба трябва да работи с минимална радиация вълна беше 1 нм.

Задача №4:

1. Какъв процент от енергията на фотона се изразходват за функционирането на електрон изхвърлянето, когато червения край на фотоефект 400 Нм и 2 EV кинетичната енергия на електрона?

2. Колко пъти енергията на фотон от виолетова светлина радиация повече фотонна енергия на червена светлина, ако дължината на вълната на виолетова светлина във вакуум λf = 400nm и 750nm червено λk =?

3. Най-дължина на вълната, при която фотоелектричния ефект за волфрам, 0.275 микрона. Намерете електрон работа функцията на волфрам; най-високите електроните скорост изхвърлени от волфрам светлина с дължина на вълната от 0,18 микрона; най-висока енергия на тези електрони.

4. светлина честота трябва да бъде изпратен към повърхността на платината на максималната скорост на фотоелектроните е равна на 3000 km / S? Electron работа функция на платина рана вземе 10 -18 J.





; Дата: 04.06.2015; ; Прегледи: 4184; Нарушаването на авторските права? ;


Ние ценим Вашето мнение! Беше ли полезна публикуван материал? Да | не



ТЪРСЕНЕ:


Вижте също:



zdes-stroika.ru - Studopediya (2013 - 2017) на година. Тя не е автор на материали, и дава на студентите с безплатно образование и използва! Най-новото допълнение , Al IP: 66.102.9.22
Page генерирана за: 0.072 сек.