Фотоэффект заңдары

І.Кіріспе
1.Фотоэффект заңдары. кванттардың болмысы туралы гипотеза.
2.Фотоэффект заңдары.
ІІ.Негізгі бөлім
1.Жарықтың элементар бөлшегі. фотон.
2.Жарықтың кванттық қасиеттері.
3.Жарықтың кванттық табиғатын растайтын тәжірибелер.
ІІІ.Қорытынды
Жарық кванттары туралы Планк гипотезасы. Планк формуласы

1887 жылы Генрих Герц жарықтың әсерінен кез келген дененің бетінен электрондардың шығуы мүмкін екенін ашты. Бұл құбылысты фотоэлектрлік эффект, немесе фотоэффект деп атайды, ал фотоэффект нәтижесінде босатылған электрондар фотоэлектрондар деп аталады.

Фотоэффект заңдары
Зерттеулердің анықтауынша:
• Фотоэлектрлік токтың күші оны тудыратын электромагниттік сәулеленудің қуатына пропорционал.
• Фотоэлектрондарды максималды кинетикалық энергиясы түскен жарықтың түскен жиілігіне пропорционалды өседі және жарық қуатына тәуелді емес.
• Егер жарықтың жиілігі алынған дене үшін белгілі бір жиіліктен төмен болса (фотоэффектінің қызыл шекарасы), фотоэффект байқалмайды.
Осы тәжірибелік нәтижелерді фотоэффект заңдары дейді.
Фотоэффект заңдары электромагниттік сәулеленудің зат электрондарымен әсерлесу механизміне ешбір түрде сәйкес бола алмайды.
Электромагниттік сәулелену зат бетіне түскенде, заттың үстінгі қабатындағы электрондардың бәрі бірдей мәжбүрленген тербелісті бастау керек. Оң зарядталған атом ядросы тартылысынан босау үшін қажетті энергиясы біраз уақыт болған соң ғана жиып алады. Сонымен фототоктың пайда болуы жарықтандыру басталған мезеттен біраз кешігуі керек. Тәжірибеде фототоктың ешкандай кешігуі байқалмайды.
Классикалық теория бұған қоса фотоэффектінің қызыл шекарасы болуы және фотоэлектрондардың сәулелену қуатынан, яғни электромагниттік толқынның өріс амплитудасының тәуелсіздігін түсіндіре алады.

Электромагниттік толқынның (жарықтың) элементар бөлшегі- фотон (грекше phos, photas- жарық). Фотон зарядсыз (нейтрал) бөлшек. Ол вакуумде c=3·10м/с жылдамдықпен тарайды. Оның энергиясы (ε) жиілігімен (ν) анықталады: ε=hν/c, оның тыныштықтағы массасы m=0. Фотон электромагниттік әсерлесуді тасымалдайтын бөлшек. Зарядталған бөлшектердің фотондарды шығаруы немесе сіңіруі барлық электромагниттік процестердің негізі болып табылады. Фотон туралы ұғым кванттық теория мен салыстырмалы теорияның даму барысында пайда болды. 1905 жылы А.Эйнштейн фотоэффект құбылысының заңдылықтарын түсіндіру үшін 1900 жылы неміс физигі М.Планк ашқан жарық кванттары туралы ұғымды пайдаланды. Жарықтың фотондардан (кванттардан) тұратындығы люминесценциялық құбылыстар мен фотохимиялық реакциялар арқылы дәлелденді. “Фотон” терминін ғылымға 1929 жылы америка ғалымы Г.Льюис енгізді.

1. «Қазақстан ұлттық энциклопедия» бас редакторы: Әбдімәлік Нысанбаев; 4-ші том, 460 бет.

2. «Оқушы анықтамасы»; «Арман» баспасы, Ш.Қ. Биболов (физика); 125-126 беттер.

3. «Физика және астрономия» 9-шы сынып; авторы: Р. Башарұлы. 174-176 беттер.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

Жоспар:

І.Кіріспе
1.Фотоэффект заңдары- кванттардың болмысы туралы гипотеза.
2.Фотоэффект заңдары.
ІІ.Негізгі бөлім
1.Жарықтың элементар бөлшегі- фотон.
2.Жарықтың кванттық қасиеттері.
3.Жарықтың кванттық табиғатын растайтын тәжірибелер.
ІІІ.Қорытынды
Жарық кванттары туралы Планк гипотезасы. Планк формуласы

1887 жылы Генрих Герц жарықтың әсерінен кез келген дененің
бетінен электрондардың шығуы мүмкін екенін ашты. Бұл құбылысты
фотоэлектрлік эффект, немесе фотоэффект деп атайды, ал фотоэффект
нәтижесінде босатылған электрондар фотоэлектрондар деп аталады.

Фотоэффект заңдары
Зерттеулердің анықтауынша:
• Фотоэлектрлік токтың күші оны тудыратын электромагниттік сәулеленудің
қуатына пропорционал.
• Фотоэлектрондарды максималды кинетикалық энергиясы түскен жарықтың түскен
жиілігіне пропорционалды өседі және жарық қуатына тәуелді емес.
• Егер жарықтың жиілігі алынған дене үшін белгілі бір жиіліктен төмен болса
(фотоэффектінің қызыл шекарасы), фотоэффект байқалмайды.
Осы тәжірибелік нәтижелерді фотоэффект заңдары дейді.
Фотоэффект заңдары электромагниттік сәулеленудің зат электрондарымен
әсерлесу механизміне ешбір түрде сәйкес бола алмайды.
Электромагниттік сәулелену зат бетіне түскенде, заттың үстінгі
қабатындағы электрондардың бәрі бірдей мәжбүрленген тербелісті бастау
керек. Оң зарядталған атом ядросы тартылысынан босау үшін қажетті энергиясы
біраз уақыт болған соң ғана жиып алады. Сонымен фототоктың пайда болуы
жарықтандыру басталған мезеттен біраз кешігуі керек. Тәжірибеде фототоктың
ешкандай кешігуі байқалмайды.
Классикалық теория бұған қоса фотоэффектінің қызыл шекарасы болуы және
фотоэлектрондардың сәулелену қуатынан, яғни электромагниттік толқынның өріс
амплитудасының тәуелсіздігін түсіндіре алады.

Электромагниттік толқынның (жарықтың) элементар бөлшегі- фотон (грекше
phos, photas- жарық). Фотон зарядсыз (нейтрал) бөлшек. Ол вакуумде
c=3·10мс жылдамдықпен тарайды. Оның энергиясы (ε) жиілігімен (ν)
анықталады: ε=hνc, оның тыныштықтағы массасы m=0. Фотон электромагниттік
әсерлесуді тасымалдайтын бөлшек. Зарядталған бөлшектердің фотондарды
шығаруы немесе сіңіруі барлық электромагниттік процестердің негізі болып
табылады. Фотон туралы ұғым кванттық теория мен салыстырмалы теорияның даму
барысында пайда болды. 1905 жылы А.Эйнштейн фотоэффект құбылысының
заңдылықтарын түсіндіру үшін 1900 жылы неміс физигі М.Планк ашқан жарық
кванттары туралы ұғымды пайдаланды. Жарықтың фотондардан (кванттардан)
тұратындығы люминесценциялық құбылыстар мен фотохимиялық реакциялар арқылы
дәлелденді. “Фотон” терминін ғылымға 1929 жылы америка ғалымы Г.Льюис
енгізді. Фотон бозондарға жатады. Оның меншікті импульс моментінің
(спинінің) қозғалыс бағытына проекциялары S=±1. Классикалық
электродинамикада оның бұл қасиетіне көлденең электромагниттік толқындар
сәйкес келеді. Электромагниттік әсерлесуден басқа фотон гравитациялық
әсерлесуге де қатысады. Америка физигі А.Комптонның рентген сәулелерінің
бос электрондардан шашырауын зерттейтін тәжірибесінде кванттық сәуле
(фотон) шығару да зат бөлшектері сияқты кинематикалық заңдарға (энергияның
және импульстің сақталу заңдарына) бағынатындығы дәлелденді. Фотонның
зарядталған лептондармен әсерлесуін (өзара бір күйден екінші күйге ауысуын)
кванттық электрдинамика зерттейді.

Жарықтың кванттық қасиеттері
Жарықтың толқындық теориясы шағылысу, сыну, интерференция, дифракция,
үйектелу құбылыстарын түсіндіруде үлкен жетістіктерге ие болғанмен, XIX
ғасырдың соңында ол екі маңызды қиындықпен кездесті. Толқындық теория
қыздырған денелердің электромагниттік сәулеленуінің энергиялық спектріне
және фотоэффект заңдарына түсінік бере алады.
Электромагниттік теория бойынша қыздырылған қатты және сұйық денелердің
сәулеленуі атомдар құрамындағы зарядталған бөлшектердің бейберекет жылулық
қозғалысы себебінен болу керек.
Олай болғанда толқын ұзындықтары кемігенде, сәулеленудің қуаты шексіз
өсуі қажет. Бұл құбылыс тәжірибеде байқалмайды, сондықтан қыздырылған
денелердің электромагниттік сәулеленуі классикалық заңдарға бағынбайды.

Жарықтың кванттық табиғатын растайтын
тәжірибелер
Жарық фотондардың ағыны түрінде таралатыны және оның әрекетінің кванттық
сипаты бірқатар тәжірибелерде тікелей дәлелденді. Солардың екеуін
қарастырайық.
Боте тәжірибесі.Егер жарық тіркегіш құралмен әрекеттесетін фотондар бір-
біріне тәуелсіз фотондар ағынынан тұрса, онда өте әлсіз жарық ағындарын
тіркегенде интенсивтіктің флуктуациялары (ауытқулары) бақылануы тиіс.
Мұндай ауытқулар әр секунд сайын құралға түсетін N фотондар санының орташа
мәнінен кездейсоқ ауытқудың нәтижесінде байқалады. N саны өте үлкен болса,
ауытқу елеусіз, ал N кіші болғанда, мұндай ауытқуларды өлшеуге болады.
Осындай тәжірибелердің алғашқысын 1924 жылы В.Боте жасады. Газ разрядты екі
санағыштың арасына жұқа металл фольга Ф орналастырылады. Фольгаға қырынан
қысқа толқынды рентген сәулелерінің өте әлсіз жіңішке шоғы түсіріледі.
Рентген сәулелерінің әсерінен фольганың өзі интенсивтігі өте аз рентген
сәулелерін шығара бастайды (рентгендік флуоресценция), яғни фольга
шығаратын фотондардың саны болымсыз аз. Рентген сәулелері санағыштарға С
түскенде арнаулы М механизмдер іске қосылады. Бұл механизмдер бірқалыпты
жылжып отыратын Т таспаның екі шетіне белгі соғып тұрады. Егер фольгадан
шығатын рентген сәулесі толқын түрінде үздіксіз, жан жаққа бірдей таралса,
таспаның екі жағына түсетін белгілер симметриялы болып шығар енді. Ал
тәжірибеде бұл белгілер ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.