Почему выход фотоэлектронов при возникновении фотоэффекта не зависит от освещенности металла

Обновлено: 07.01.2025

Между спросом и предложением на “рынке школьного физического образования” существуют заметные противоречия: вузы заинтересованы в абитуриентах, способных применять полученные в школе знания в практических целях, умеющих обобщать, делать выводы, самостоятельно приобретать знания, но этими качествами обладают только талантливые школьники, остальные, к сожалению, проявляют их в малой степени.

Однако, если учитель ориентирует свою систему преподавания на достижение такой цели, как формирование у учеников названных качеств, то способность к творчеству будет проявляться не только у явно одаренных ребят.

Система преподавания в этом случае может опираться, например, на методический прием постановки перед учениками интересной проблемы (скажем, технической).

В процессе ее решения учащиеся приходят к необходимости выяснения основных физических понятий, поиска и получения физических законов, их применения. При таком подходе поставленная задача является мощным фактором, мотивирующими обучение. При традиционном преподавании, как правило, преобладают исторический и алгоритмический подходы к изучению явлений: обобщение и систематизация знаний учащихся проводятся на базе алгоритма изучения физической теории, и только после этого применение теории и “включаются” главные мотивирующие факторы.

Слабость материальной базы школы не позволяет организовать изучение квантовой физики по первому варианту физики, однако второй при условии генерализации содержания изучаемой теории и более тесной интеграции физики с историей физики служит развитию учащихся, так как ставит их перед необходимостью задавать вопросы и отвечать на них.

На суд участников семинара я выношу обобщающий урок по квантовой физике.

Урок состоит из четырех этапов.

Первый этап.

Совместная работа учащихся и учителя с обобщающей таблицей.

Главная задача проведения обобщающих обзоров - показать основные этапы эволюции взглядов по той или иной проблеме. При этом мало перечислить эти этапы с кратким разъяснением и комментированием сути каждого этапа, а необходимо раскрыть механизм научного познания, т.е. причины, побуждающие к выдвижению тех или иных идей, причины смены одних идей другими, методы обоснования новых взглядов, трудности, стоящие на пути утверждения новых идей.

Каждый из пронумерованных элементов таблицы является фрагментом и вариантом ответа на соответствующий вопрос алгоритма изучения физической теории (см. Приложение).

На рис. А/1(наблюдения) символически изображено нагретое тело, излучающее в широком диапазоне частот. Попытки классической физики объяснить тепловое излучение приводили к бессмысленному выводу о том, что тепловое равновесие между излучением и веществом невозможно и любое нагретое тело за очень короткий промежуток времени должно охладиться до абсолютного нуля, чего в природе не наблюдается. Соседний рисунок указывает на наличие у света корпускулярных свойств.

На рис. А/2 (эксперименты) показаны основные результаты опытов по изучению распределения энергии в спектре нагретого тела и экспериментальные установки для изучения фотоэффекта, о закономерностях которого рассказывают ученики в ходе повторения. Объяснение этих экспериментов с классических позиций приводили к неверным выводам. М.Планком была предложена квантовая теория излучения, основанная на известном постулате (рис. Б/1), согласно которому атомы теряют энергию не в непрерывном процессе, а излучают ее в виде отдельных порций – квантов. Отсюда следует, что энергия самих источников электромагнитного излучения квантуется, т. е. может принимать только дискретный ряд значений, определяемых частотой.

Квантовая теория позволила получить график распределения энергии в спектре нагретого тела, соответствующий эксперименту. Представления о кванте и корпускулярно-волновом дуализме стали основными понятиями (рис. А/3) в квантовой физике. Квант, таким образом, обладает всеми свойствами частицы, и его, как и электрон, можно моделировать шариком (рис. А/4). В показанной здесь установке фотоны в зависимости от их энергии моделируются стальными шариками разного цвета. Их значения энергии определяются тем, что они поочередно привязываются к нити и опускаются с соответствующей для каждого шарика высоты. Свободный электрон в металле, находящийся на дне потенциальной ямы, моделируется другим шариком, помещенным в положение равновесия маятника. Поведение электрона и фотона поясняет модельный опыт: если массы шариков почти одинаковы, то движущийся “фотон” полностью передает свою энергию “электрону”; получив достаточную энергию “электрон” выскакивает из потенциальной ямы и катится по горизонтальной плоскости с некоторой скоростью. Пренебрегая потерями, можно записать закон сохранения энергии для данного процесса: Е = А + Е_к, который объясняет основные закономерности фотоэффекта, в том числе и существование красной границы для каждого из металлов.

Опыт, полученный физиками при изучении и объяснении свойств света не прошел бесследно, их квантовые идеи получили развитие: Луи де Бройль высказал, например, мысль, что “сосуществование” волн и корпускул, открытое А.Эйнштейном для света, должно также иметь место для всех частиц материи. Это и есть основной закон квантовой физики (рис. Б/2), обсуждаемый в школьном курсе и выдержавший проверку в экспериментах Дэвиссона - Джермера. В условиях школьного кабинета физики невозможно наблюдать дифракцию электронов, поэтому знакомлю учащихся с помощью таблицы или рисунка. Обращаю внимание учащихся на то, что формула ?=h/p имеет прямое экспериментальное подтверждение и хорошо согласуется с опытом.

Ядром квантовой теории являются соотношения неопределенностей, уравнение де Бройля, постулат и постоянная Планка (рис. Б/3).Выводы и следствия, которые вытекают из квантовой теории, отображены на рисунке. В /1.

В опытах Комптона и экспериментах по дифракции электронов была осуществлена экспериментальная проверка теории (рис. В/2) и определены границы ее применимости (рис. В/3). Завершается таблица перечислением некоторых практических применений квантовой физики (рис. В/4).

Второй этап.

После изучения физической теории переходим к обсуждению вопросов:

1. Каковы основные положения квантовой теории света?

а) свет может излучаться, поглощаться и распространятся только отдельными порциями – квантами (фотонами);
б) энергия кванта зависит от частоты и определяется формулой:
в) интенсивность излучения зависит от плотности потока фотонов и их энергии;
г) при взаимодействии с веществом квант может поглотиться целиком или отразиться целиком, поэтому в природе нет дробных квантов;
д) процесс поглощения энергии кванта веществом происходит мгновенно, поэтому процесс поглощения квантов безинерционный;

2. Что называется фотоэффектом?

Ответ: явление вырывания электрона с поверхности вещества.

3. Почему выход фотоэлектронов при возникновении фотоэффекта не зависит от освещенности металла?

Ответ: при увеличении освещенности увеличивается количество фотонов, попадающих в металл, но энергия каждого фотона остается неизмененной. Выход фотоэлектронов зависит только от энергии фотона, но не от количества фотонов.

4. В чем состоит различие между внешним и внутренним фотоэффектом?

Ответ: различие состоит в том, что при внешнем фотоэффекте электроны вырываются из вещества, а при внутреннем - остаются внутри него.

5. Почему явление фотоэффекта имеет красную границу?

Ответ: Явления фотоэффекта характеризуется отрывом электронов, связанных с атомом, от атома. Для отрыва электрона от атома необходимо совершить работу. У атомов каждого химического элемента существует определенная энергия связи электронов с ядрами атомов, поэтому для отрыва электрона от атома требуется различная энергия для атомов различных веществ.

Третий этап.

Далее можно перейти к решению задач для развития практических навыков и закреплению знаний.

Задача № 1

Определите энергию, массу и импульс фотона, соответствующую наиболее длинным и наиболее коротким волнам видимой части спектра?

Задача № 2

Для света с длиной волны = 500нм порог зрительного восприятия W = 2,1*10 -19 Дж (м 2 *с).

Рассчитайте число фотонов, воспринимаемых глазом на пороге зрительного восприятия?

Вычислим энергию одного фотона

Число фотонов равно:

Задача № 3

Найдите порог фотоэффекта для калия, если работа выхода А =1,32 ЭВ?

В уравнение Эйнштейна

Задача № 4

Определите скорость фотоэлектронов при освещении калия фиолетовым светом с длиной волны 4,2*10 -7 м, если работа выхода электронов 1,92ЭВ?

По уравнению. Эйнштейна

Задача № 5

В каком случае давление света больше: при падение его на зеркальную поверхность или на черную?

Задача № 6

Наступит ли фотохимическая реакция в веществе при поглощении им фотонов с длиной волны 500нм, если энергия активации молекулы данного вещества равна 2*10 -19 Дж?

= 5*10 -7 м
Д = 3*10 -19 Дж/ мол
С = 3*10 8 м/с
H = 6.62*10 -34 Джс
Е - ?

При поглощении одного фотона энергия молекулы увеличивается на
Если Е > Д наступит фотохимическая реакция, если Е Д, то она не наступит.
Вычислим Е и сравним с энергией активации Д.

Если Е > Д, то фотохимическая реакция наступит.

Четвертый этап.

Наконец, для контроля и оценки знаний учащихся провожу самостоятельную работу в два варианта.

Самостоятельная работа

1. Работа выхода электронов из кадмия равна 4,08 ЭВ. Какой должна быть длина волны излучения, падающего на кадмий, чтобы при фотоэффекте максимальная скорость фотоэлектронов была равна 2*10 6 м/с?
2. Сколько квантов красного излучения с длиной волны 662 нм имеют массу 1 г?
3. Работа выхода электронов у закиси меди 5,15 ЭВ. Вызовет ли фотоэффект ультрафиолетовое излучение длиной волны 300нм?

1. Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектрона калия при его освещении лучами с длиной волны 400нм, если работа выхода электронов у калия равна 2,26 ЭВ?
2. Работа выхода электронов у золота равна 4,59 ЭВ. Определите поверхностный скачок потенциала у золота?
3. Определите длину волны ультрафиолетового излучения, импульс кванта которого при полном поглощении равен 3*10 -27 Нс?

Домашнее задание: §95,96

Моя методика изучения квантовой теории позволяет сэкономить до 40% учебного времени использовать его для решения задач и обсуждения творческих домашних заданий.

Творческие домашние задания:

1. Объясните все известные свойства света с квантовых позиций.
2. Известно,что хорошее зеркало отражает около 50% падающего света. Как выяснить ,чем обусловлены потери: тем, что 20% фотонов не отражается, или тем что каждый отраженный фотон теряет 20% начальной энергии.
3. Выясните каковы были бы размеры атома водорода в основном состоянии ,если бы они определялись только гравитацией, а не взаимодействием между электрическими зарядами.

Почему выход фотоэлектронов при возникновении фотоэффекта не зависит от освещенности металла?

Потому что от освещенности зависит только число фотоэлектронов а выход и кинетическая энергия фотоэлектронов зависит от частоты света.

Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетевших из рубидия при его освещении лучами с длиной волной 317 нм, равна 2, 64 * ^ - 19 Дж?

Максимальная энергия фотоэлектронов, вылетевших из рубидия при его освещении лучами с длиной волной 317 нм, равна 2, 64 * ^ - 19 Дж.

Определите работу выхода и красную границу фотоэффекта для рубидия.

Почему выход фотоэлектронов при возникновении фотоэфекта не зависит от интенсивности света ?

Красная граница фотоэффекта для серебра равна 0, 29 мкм?

Красная граница фотоэффекта для серебра равна 0, 29 мкм.

Определите работу выхода фотоэлектронов из металла.

При освещении поверхности металла светом частотой 5 * 10 ^ 14 Гц вылетают фотоэлектроны?

При освещении поверхности металла светом частотой 5 * 10 ^ 14 Гц вылетают фотоэлектроны.

Какова работа выхода электрона из металла, если максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов 1.

Красная граница фотоэффекта для калия 0, 6мкм определите работу выхода фотоэлектронов?

Красная граница фотоэффекта для калия 0, 6мкм определите работу выхода фотоэлектронов.

Работа выхода электрона из металла А = 4эВ?

Работа выхода электрона из металла А = 4эВ.

Будет ли наблюдаться фотоэффект, если металл облучают светом длиной волны альфа = 420нм.

Поток фотонов с энергией 10 еВ выбивает из металла фотоэлектроны?

Поток фотонов с энергией 10 еВ выбивает из металла фотоэлектроны.

Какого максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, если работа выхода электронов с поверхности данного металла равна 6 эВ ?

Определите красную границу фотоэффекта для металла , если работа выхода 4 * 4 ^ - 19Дж?

Определите красную границу фотоэффекта для металла , если работа выхода 4 * 4 ^ - 19Дж.

1. Работа выхода электронов из калия 3, 62 ∙ 10 - 19 Дж?

1. Работа выхода электронов из калия 3, 62 ∙ 10 - 19 Дж.

1)Определить красную границу фотоэффекта для калия.

2)Определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, вылетающих из калия при освещении лучами с длиной волны 345 нм.

3)Найти максимальную скорость фотоэлектронов.

Металл с красной границей фотоэффекта 500 нм освещается излучением частотой 7, 5 • 1014 Гц?

Металл с красной границей фотоэффекта 500 нм освещается излучением частотой 7, 5 • 1014 Гц.

Какой может быть максимальная скорость фотоэлектронов?

На 74 градусов. Наверное так.

Площадь верхнего основания конуса не имеет никакого значения. Со стороны нижнего основания на стол действует сила mg, распределённая по площади Sa Единственно, надо площадь перевести в квадратные метры Sa = 4 см² = 4 / 10000 м² = 0, 0004 м² P = mg /..

Поскольку за ПЕРИОД грузик пройдет расстояние, равное четырем амплитудам : L₀ = 4 * 3 = 12 см или 0, 12 м то число колебаний : n = L / L₀ = 0, 36 / 0, 12 = 3 Ответ : 3 колебания.

Q = λ * m = 4 * 330000 = 1320000Дж или 1320 кДж.

Решение Q = m * λ Отсюда находим массу m = Q / λ = 0, 1 кг 100 грамм свинца.

V = 72 км / ч = 20 м / с ; = V² / R = 20² / 500 = 0, 8 м / с² ; N = m(g - ) = 500×(10 - 0, 8) = 4600 Н (4500, если брать g за 9. 8 м / с²).

Правильный ответ это б.

0, 3 * m1 = N * 0, 2 0, 1 * N = 0, 3 * M m1 = 2M M = 1, 2 кг.

Потому что перемещение , cкорость, ускорение - величины векторные и работать с векторами труднее чем с проекциями.

Ответ : Объяснение : Дано : S₁ = S / 4V₁ = 72 км / чS₂ = 3·S / 4V₂ = 15 м / с____________Vcp - ? Весь путь равен S. Время на первой четверти пути : t₁ = S₁ / V₁ = S / (72·4) = S / 288 чВремя на остальной части пути : t₂ = S₂ / V₂ = 3·S / (15·4) = 3..

© 2000-2022. При полном или частичном использовании материалов ссылка обязательна. 16+
Сайт защищён технологией reCAPTCHA, к которой применяются Политика конфиденциальности и Условия использования от Google.

Почему выход фотоэлектронов при возникновении фотоэффекта не зависит от интенсивности света?

Почему выход фотоэлектронов при возникновении фотоэффекта не зависит от интенсивности света.

Интенсивность света характеризует собой количество фотонов.

Для выхода фотоэлектронов нужно определенное фиксированное значение энергии, которое несет 1 фотон.

Так что выход зависит только от энергии фотонов света, ибо 2 фотона не могут передать энергию 1 электрону.

Как изменится максимальная скорость фотоэлектронов при увеличении интенсивности света , падающего на фотоэлемент?

Как изменится максимальная скорость фотоэлектронов при увеличении интенсивности света , падающего на фотоэлемент?

1 интерференция, поляризация, дифракция, фотоэффект - что из этого служат доказательством квантовой природы света?

1 интерференция, поляризация, дифракция, фотоэффект - что из этого служат доказательством квантовой природы света?

2 какое выражение наиболее точно определяет понятие фотоэффекта - .

Испускание электронов веществом в результате его нагревания , .

Выравнивание электронов из вещества под действием света , .

Увеличение электрической проводимости вещества под действием свети?

3. от каких параметров зависит максимальная кинетическая энергия электронов выравниваемых с металла светом - - - - от интенсивности света, .

От работы выхода, .

От частоты и работ выхода?

В опытах по фотоэффекту взяли пластинки из металла с работой выхода 3, 5 эВ и стали освещать ее светом частотой 3 * 10 ^ 14 Гц?

В опытах по фотоэффекту взяли пластинки из металла с работой выхода 3, 5 эВ и стали освещать ее светом частотой 3 * 10 ^ 14 Гц.

Затем интенсивность падающей на пластину световой волны уменьшили в 2 раза, оставив неизменной ее частоту.

Как при этом изменилась максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов?

Почему свет выбивает электроны из вещества?

И второй вопрос.

От чего зависит число выбитых электронов?

Красная граница фотоэффекта.

При наблюдении фотоэффекта увеличивается интенсивность падающего света, не изменяя длины волны?

При наблюдении фотоэффекта увеличивается интенсивность падающего света, не изменяя длины волны.

Как при этом изменится количество падающих на поверхность металла за 1 с фотонов, количество выбииваемых за 1 с фотоэлектронов и максимальная кинетическа энергия фотоэлектрона 1)увеличится 2)уменьшится 3)не изменится.

Ребят, помогите пожалуйста с задачами)))1) определить длину волны видимого излучени, масса фотона 4 * 10 в - 36 степени2)определить длину волны ультрафиолетевого излучения, импульс кванта которого при?

Ребят, помогите пожалуйста с задачами)))

1) определить длину волны видимого излучени, масса фотона 4 * 10 в - 36 степени

2)определить длину волны ультрафиолетевого излучения, импульс кванта которого при полном поглащении равен 3 * 10 в - 27 степени кг * м / с

3)красная граница фотоэффекта у натрия на вольфраме равна 590нм.

Определить работу выхода электронов у натрия на вольфраме

4)Красная граница фотоэффекта у цезия равна 653нм.

Определить скорость вылета фотоэлектронов при облучении цезия оптическм излучением с длиной волны 500нм.

5)почему выход фотоэлектронов при возникновении фотоэффекта не зависит от интенсивности света.

Помогите решить?

Почему выход фотоэлектронов при возникновении фотоэффекта не зависит от освещённости металла ?

От чего зависит максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов, выбиваемых из металла при фотоэффекте?

А - от частоты падающего света Б - от интенсивности падающего света В - от работы выхода электронов из металла.

ОЧЕНЬ ОЧЕНЬ СРОЧНО?

ОЧЕНЬ ОЧЕНЬ СРОЧНО!

Укажите неверное утверждение.

1) максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой падающего света ; 2) максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов не зависит от интенсивности падающего света ; 3) фототок насыщения прямо пропорционален интенсивности света, падающего на катод ; 4) красная граница фотоэффекта зависит от интенсивности света, падающего на катод.

Длина волны света, падающей на металлическую пластину меньше длины волны соответствующей для этого вещества красной границы фотоэффекта?

Длина волны света, падающей на металлическую пластину меньше длины волны соответствующей для этого вещества красной границы фотоэффекта.

При увеличении интенсивности света Выберите один правильный ответ : будет увеличиваться энергия фотоэлектронов фотоэффекта не будет при любой интенсивности света будет увеличиваться количество фотоэлектронов будет увеличиваться как энергия, так и количество фотоэлектронов.

Обобщающий урок по квантовой физике в 11-м классе

Согласно уравнению Эйнштейна :

hν = A(выхода) + mv ^ 2 / 2

Выход электрона зависит только от частоты падающего света, а не от интенсивности излучения.

При облучении металлического фотокатода светом длиной волны l = 400нм максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1, 0эВ найдите работу выхода фотоэлектронов из метала?

При облучении металлического фотокатода светом длиной волны l = 400нм максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов равна 1, 0эВ найдите работу выхода фотоэлектронов из метала.

Как изменится кинетическая энергия фотоэлектронов при увеличении интенсивности облучения в 3 раза?

Определить работу выхода электрона из металла если фотоэлектроны наблюдается при облучении металлов светом длинной волны не меньше 400 нм?

Определить работу выхода электрона из металла если фотоэлектроны наблюдается при облучении металлов светом длинной волны не меньше 400 нм.

Поверхность тела с работой выхода А вых?

Поверхность тела с работой выхода А вых.

Освещается монохроматическим светом с частотой v , и вырываются фотоэлектроны .

Какую величину определяет разность (hv - Aвых)?

А)Максимальную скорость фотоэлектронов б)Среднею кинетическую энегрию фотоэлектронов в)среднюю скорость фотоэлектронов г)максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов.

Запирающее напряжение, при котором исчезает фоток, определяеться : а)интенсивностью облучающего света Б) максимальной кинетической энергии фотоэлектронов В)концентрацией электронов в материале Г) отве?

Запирающее напряжение, при котором исчезает фоток, определяеться : а)интенсивностью облучающего света Б) максимальной кинетической энергии фотоэлектронов В)концентрацией электронов в материале Г) ответа нет.

Если интенсивность света увеличится в 4 раза то количество фотоэлектронов выбиваемых им за 1 с?

Если интенсивность света увеличится в 4 раза то количество фотоэлектронов выбиваемых им за 1 с.

Вызовит ли фотоэфект дневной свет фотоэфект из алюминия?

Красная граница фотоэфекта у натрия 590 км?

Красная граница фотоэфекта у натрия 590 км.

Определите работу выхода электронов.

Естественный свет интенсивностью i0 проходит последовательно через два совершенных поляризатора, плоскости колебания которых образуют угол 30 градусов?

Естественный свет интенсивностью i0 проходит последовательно через два совершенных поляризатора, плоскости колебания которых образуют угол 30 градусов.

Во сколько раз уменьшится интенсивность света на выходе из второго поляризатора?

На этой странице сайта, в категории Физика размещен ответ на вопрос Почему выход фотоэлектронов при возникновении фотоэфекта не зависит от интенсивности света ?. По уровню сложности вопрос рассчитан на учащихся 10 - 11 классов. Чтобы получить дополнительную информацию по интересующей теме, воспользуйтесь автоматическим поиском в этой же категории, чтобы ознакомиться с ответами на похожие вопросы. В верхней части страницы расположена кнопка, с помощью которой можно сформулировать новый вопрос, который наиболее полно отвечает критериям поиска. Удобный интерфейс позволяет обсудить интересующую тему с посетителями в комментариях.

Читайте также: