Фотоэффект. Красная граница фотоэффекта.

Фотоэффектом называется испускание веществом электронов при поглощении им квантов электромаг­нитного излучения (фотонов).

Крас­ная гра­ни­ца фо­то­эф­фек­та

Крас­ной гра­ни­цей фо­то­эф­фек­та на­зы­ва­ет­ся ми­ни­маль­ная ча­сто­та и со­от­вет­ству­ю­щая ей мак­си­маль­ная длина волны, при ко­то­рой на­блю­да­ет­ся фо­то­эф­фект. По­че­му она так на­зы­ва­ет­ся – крас­ная гра­ни­ца?

Если мы возь­мем свет такой ча­сто­ты, при ко­то­рой будет на­блю­дать­ся фо­то­эф­фект, и будем ее умень­шать, мы будем по оси ча­сто­ты сме­щать­ся влево, пока не дой­дем до пре­де­ла, при ко­то­ром фо­то­эф­фект пре­кра­тит­ся. Можно по­ста­вить рядом ось длин волн.

Если мы будем так же сме­щать­ся в ви­ди­мом спек­тре, то мы будем дви­гать­ся к крас­но­му свету, ко­то­рый яв­ля­ет­ся гра­нич­ным для на­ше­го глаза. Свет мень­ших ча­стот или бόльших длин волн мы уже не видим. Гра­ни­ца ви­ди­мо­сти со­от­вет­ству­ет крас­но­му цвету.

Для фо­то­эф­фек­та пре­дель­ная ча­сто­та не обя­за­тель­но со­от­вет­ству­ет крас­но­му цвету, но по ана­ло­гии на­зы­ва­ет­ся крас­ной гра­ни­цей (см. рис. 11).

Рис. 11. Крас­ная гра­ни­ца фо­то­эф­фек­та и гра­ни­ца спек­тра ви­ди­мо­го света

– крас­ная гра­ни­ца фо­то­эф­фек­та.

32) Уравнение Эйнштейна. Технические устройства основанные на использовании фотоэффекта.

Уравнение Эйнштейна описывает связь между энергией и массой любого вещества.

Если

E	энергия (тела, излучения, поля и т. д.)	Дж
m	масса, отвечающая энергии E,	кг
c	скорость света в вакууме, 3 × 10^8	м/с

то

1.

E = mc ^2

Каждой массе соответствует определенная энергия и наоборот. Каждому изменению массы соответствует определенное изменение энергии и наоборот.

Практическое применение фотоэффекта в технике может быть разнообразным. В частности, внешний фотоэффект применяется для воспроизведения звука, например, в кино. Кроме того, созданы специальные приборы для измерения яркости, силы света, освещенности. Явление фотоэффекта задействовано в управлении производственными процессами. Для этого есть специальные приборы, называемые фотоэлементами.

Атомная и ядерная физика

33)Строение атома: планетарная модель и модель Бора. Квантовые постулаты Бора.

Поглощение и испускание света атомом. Квантование энергии.

Атомная и ядерная физика - раздел физики, изучающий строение атома и атомного ядра и процессы, связанные с ними.

Постулаты Бора: 1.Атом может находиться в особых квантовых стационарных состояниях, каждому из которых соответствует своя определенная энергия. В этих состояниях атом не излучает (и не поглощает) энергию.

2. При переходе атома из одного стационарного состояния в другое он по­глощает (или излучает) фотон с энергией hν n = Ек - Еn Ек, Еn — энер­гии стационарных состояний	поглощение	излучение
Таким образом квантовая теория объясняет линейчатость спектров

два постулата.

• 1. Атом может находиться только в особых, стационарных состояниях. Каждому состоянию соответствует определённое значение энергии — энергетический уровень. Находясь в стационарном состоянии, атом не излучает и не поглощает

Стационарным состояниям соответствуют стационарные орбиты, по которым движутся электроны. Номера стационарных орбит и энергетических уровней (начиная с первого) в общем случае обозначаются латинскими буквами: п, k и т. д. Радиусы орбит, как и энергии стационарных состояний, могут принимать не любые, а определённые дискретные значения. Первая орбита расположена ближе всех к ядру.

• 2. Излучение света происходит при переходе атома из стационарного состояния с большей энергией Е_к в стационарное состояние с меньшей энергией Е_n

Согласно закону сохранения энергии, энергия излучённого фотона равна разности энергий стационарных состояний:

hv = E_k - E_n.

Из этого уравнения следует, что атом может излучать свет только с частотами

Атом может также поглощать фотоны. При поглощении фотона атом переходит из стационарного состояния с меньшей энергией в стационарное состояние с большей энергией.Состояние атома, в котором все электроны находятся на стационарных орбитах с наименьшей возможной энергией, называется основным. Все другие состояния атома называются возбуждёнными.У атомов каждого химического элемента имеется свой характерный набор энергетических уровней. Поэтому переходу с более высокого энергетического уровня на более низкий будут соответствовать характерные линии в спектре испускания, отличные от линий в спектре другого элемента.Совпадение линий излучения и поглощения в спектрах атомов данного химического элемента объясняется тем, что частоты волн, соответствующих этим линиям в спектре, определяются одними и теми же энергетическими уровнями. Поэтому атомы могут поглощать свет только тех частот, которые они способны излучать.

Некоторые физические величины, относящиеся к микрообъектам, изменяются не непрерывно, а скачкообразно. О величинах, которые могут принимать только вполне определенные, то есть дискретные значения (латинское "дискретус" означает разделенный, прерывистый), говорят, что они квантуются.Электромагнитное излучение испускается в виде отдельных порций - квантов - энергии. Значение одного кванта энергии равно

Δ E = h ν,

где Δ E - энергия кванта, Дж; ν - частота, с-1; h - постоянная Планка (одна из фундаментальных постоянных природы), равная 6,626·10−34 Дж·с.
Кванты энергии впоследствии назвали фотонами. Идея о квантовании энергии позволила объяснить происхождение линейчатых атомных спектров, состоящих из набора линий, объединенных в серии.
водорода.