To tylko jedna z 19 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
Fizyka współczesna
Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego
ELEMENTY FIZYKI WSPÓŁCZESNEJ
Zjawisko fotoelektryczne
Zjawisko fotoelektryczne polega na wybijaniu elektronów z metalu oświetlonego światłem.
Pewnych własności tego zjawiska (na przykład niezależność energii wybitych elektronów od natężenia
światła) nie da się wytłumaczyć na gruncie falowej teorii światła. Okazuje się, że w tym zjawisku ujawnia się
korpuskularna natura światła. Oznacza to, że światło rozchodzi się jako strumień cząstek – fotonów. Jak to
pogodzić z teorią Maxwella, która mówi, że światło jest falą elektromagnetyczną? Musimy przyjąć, że światło
ma podwójną naturę falową i korpuskularną – pogląd ten nazywamy dualizmem korpuskulano-falowym. W
niektórych zjawiskach światło ukazuje swoją naturę falową (np. interferencja przy przechodzeniu przez siatkę
dyfrakcyjną), w innych – jak w zjawisku fotoelektryczny, ujawnia się korpuskularna natura światła.
Energia fotonu zależy od częstotliwości fali :
częstotliwość fali
energia fotonu
E f h
stała Plancka
6,626176 1034 J s
Zjawisko fotoelektryczne
W metalu istnieją elektrony swobodne, czyli takie, które mogą swobodnie poruszać się w całej objętości
metalu. Jednak elektron swobodny nie może opuścić metalu bez dostarczenia mu energii na pokonanie siły
przyciągania przez jony dodatnie w metalu. Takiej energii może dostarczyć elektronowi foton, który zostaje
pochłonięty w metalu i jego energia jest zużyta na pracę wyjścia elektronu z metalu, a nadwyżka energii
fotonu stanowi energię kinetyczną wybitego elektronu.
energia padającego fotonu
energia kinetyczna elektronu
fotony
h W E k
elektrony
praca wyjścia elektronu z metalu
metal
Jeśli energia fotonu h, jest mniejsza od pracy wyjścia W, to elektron nie może być wybity z metalu.
Najmniejsza częstotliwość światła, przy której zachodzi zjawisko fotoelektryczne nazywa się częstotliwością
graniczną. Fotony o częstotliwości granicznej w całości oddają swoją energię na wykonanie pracy wyjścia.
h gr W
częstotliwość graniczna
Model Bohra atomu wodoru
Rutherford wprowadził planetarny model atomu wodoru, według którego elektron w atomie krąży wokół jądra
przyciągany siłami elektrostatycznymi. Jednakże według zasad klasycznej elektrodynamiki krążące wokół
jądra elektrony powinny wypromieniowywać energię, co w rezultacie powodowałoby spadanie elektronów na
jądro. Ponieważ z obserwacji wynikało, że krążące wokół jądra elektrony nie emitują fal
elektromagnetycznych, Bohr przyjął założenia zwane postulatami Bohra. Wynika z nich, że elektron może
krążyć tylko po orbitach o określonych promieniach. Są to tzw. orbity stacjonarne.
I postulat Bohra mówi o tym, że dozwolone są tylko takie orbity, dla których moment pędu elektronu jest
wielokrotnością stałej Plancka dzielonej przez 2π.
m v r n
moment pędu elektronu
h
2
liczba naturalna
II postulat Bohra – kiedy elektron znajduje się na orbicie stacjonarnej nie
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)