Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)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)

Конспект




Розв’язування задач.

1. Чому дорiвнює енергiя фотона поглинутого елект­роном, якщо при виходi з калiю електрон мав швидкiсть 0,6 Мм/с? Робота виходу електрона з калiю 4,4 ·10 -19 Дж. Маса електрона 9,1 · 10 -31 кг. 1eB=1,6 · 10 -19 Дж. а) 2,1 еВ; б) 4,8 еВ; в) 3,8 еВ; г) 4,1 еВ; д) вірної відповіді тут немає.

 

2. На поверхню вольфраму з роботою виходу 4,5 еВ падають рентгенівські променi з довжиною хвилi 10 нм. Яка максимальна кiнетична енергія фотоелектронiв? Вважати, що стала Планка 6,6 10-34 Дж·с, швидкiсть свiтла - 3·108 м/с, 1 eB=1,6·10 -19Дж. а) 119 еВ; б) 112 еВ; в) 129 еВ; г) 131 еВ;

 

3. Яка робота виходу електрона з поверхнi деякого ме­талу, якщо пiд час опромiнення його свiтлом з довжиною хвилi 590 нм, швидкiсть вибитих електронiв дорівнює 0,28·106м/с? В важати, що стала Планка 6,6·10 -34 Дж·с швидкiсть свiтла 3·108 м/с, маса електрона 9,1·10-31кг. а) 1,8 еВ; б) 1,9 еВ; в) 2,1 еВ; г) 2,5 еВ;

4. Якщо освiтлювати фотоелемент фiолетовим свiтлом з частотою 750·1012Гц запiрна напруга дорiвнює 2 В, а якщо освiтлювати червоним свiтлом з частотою 390·1012 Гц, запiрна напруга рівна 0,5В. Чому дорівнює значення сталої Планка, виходячи з даних цього дослiду? а) 6,01·10-З4дж·с; б) 5, 88 ·10-З4дж·с; В) 7,21·10-З4дж·с; г) 6, 67·10-З4 дж·с

..

5. Яка частина енергії фотона, що викликає фотоефект, витрачається на роботу виходу, якщо найбiльша швидкiсть електронiв, вирваних iз поверхнi цинку, становить 106 м/с? Че­рвона межа фотоефекту для цинку - 2,9·10-7 м. Стала Планка - 6,6·10-34 Дж·с; заряд електрона 1,6·10-19 Кл;швидкiсть свiтла 3·108 м/с; маса електрона 9,1·10-31 кг. а) 20%; б) 30%; в) 40%; г) 60%;

 

Домашнє завдання.

1.Опрацювати по підручнику «Фізика» тему: Зовнішній фотоелектричний ефект 2.Вивчити основні означення даної теми

3. Розв’язати задачі

 

1. Робота виходу для вольфраму - 7,7·1019Дж. Яку ча­стоту мусить мати свiтло, щоб, пiсля потрапляння його на во­льфрамову пластинку, середня швидкiсть фотоелектронiв дорiвнювала б 2000 км/с? Вважати: маса електрона - 9,1·10-31 кг, стала Планка - 6,6·10-34 Дж·с. а) 2·1015 Гц; б) 3·1015 Гц; в) 4·1015 Гц; г) 3,5·1015 Гц; д) вірної відповіді тут немає.

2. Фотоелемент, катод якого виготовлений з лiтiю, опромiнюють свiтлом з довжиною хвилi 400 нм. До якої мак­симальної рiзницi потенцiалiв зарядиться фотоелемент? Робота виходу електронiв з лiтiю piвнa 2,4 еВ. Стала Планка piвнa 6,6·10-34 Дж·с; швидкiсть свiтла 3·108 м/с, заряд електрона 1,6·10-19кл.

а) 150 мВ; б)27мВ; В) 720 мВ; г) 780 мВ; д) вірної відповіді тут немає.

 

Задачі на самостійну роботу.

 

1. На металеву пластинку падає свiтло, що має довжину хвилi 413 нм. Фотострум припиняється, коли затримуюча рiз­ниця потенцiалiв дорiвнює 1 В. Чому дорiвнює робота виходу електрона з поверхнi пластини? Стала Планка - 6,6·10-34Дж·с, швидкiсть свiтла - 3·108м/с, заряд електрона - 1,6·10 -19Кл.

а) 2 еВ; б) 1,5 еВ; в) 2,5 еВ; г) 1,2 еВ; д) вірної відповіді тут немає.

2. Плоский алюмiнiєвий електрод освiтлюється свiтлом з довжиною хвилi 83 нм. Червона межа фотоефекту для алю­мiнiю 332 нм. На яку вiдстань вiд поверхнi електрода може вiддалитися електрон, якщо поза електродом є запiрне елект­ричне поле напруженiстю 7,5 В/см? Вважати, що стала Планка - 6,6·10-34Дж ·с, щвидкiсть свiтла - 3·108м /с, заряд електрона 1,6·10 -19Кл. а) 10 мм; б) 15 мм; в)8 мм; г) 18 мм; д) вірної відповіді тут немає.

3. Коли довжину хвилi випромiнювання, що падає на катод фотоелемента, зменшали вiд 5·10-7м до 4·10-7м, то мак­симальна швидкiсть фотоелектронiв збiльшилась в 2 рази. Яке значення червоної межi фотоефекту для даного катода? а) 3,31·10-7м; б) 4,42·10-7м; в) 5,45·10-7м; г) 6,56·10-7м;.

4. Чому дорiвнює стала Планка, якщо фотоелектрони, що їx вириває з поверхнi якогось металу свiтло з довжиною хвилi 2,5·10-7м, затримуються електричним полем з напругою 3,1В, а вирванi свiтлом з довжиною хвилi 1,25·10-7м затриму­ються напругою 8,1В. Швидкiсть свiтла - 3·108 м/с, заряд еле­ктрона - 1,6·10 -19Кл. а) 4,3 · 10-З4 дж·с; б) 6,4 · 10-З4 дж·с; в) 6,7·10-З4 дж·с; г) 6,8·10-З4 дж·с;

Заняття № 60 ____________2011р.

Тема: Поняття про теорію Бора. Будова атома гідрогену. Енергетичні рівні в атомі. Випромінювання і поглинання енергії атомом Походження суцільного і лінійчатого спектрів. Явище люмінесценції і його закономірності. Флуоресценція і фосфоресценція. Квантові генератори та їх застосування.

Основні положення та означення.

1.Оскільки світло випромінюється і поглинається атомами речовини, то виникає питання: яка структура атомів забезпечує квантовий характер вказаних процесів? Відповідь на це питання дав Резерфорд (1911р), аналізуючи результати експериментального дослідження розсіяння -частинок на тонких металічних плівках. Він запропонував ядерну модель атома, згідно з якою:

  • в центрі атома розміщене позитивно заряджене ядро , в якому сконцентрована практично вся маса атома.
  • навколо ядер по колових чи еліптичних орбітах рухаються електрони. Якщо в нейтральному атомі Z електронів, то заряд ядра , де – елементарний заряд

2. Недоліки моделі Резерфорда. - Рух електрона по орбіті є прискореним, і тому, з точки зору класичної фізики, електрон, що рухається прискорено, повинен випромінювати електромагнітні хвилі, втрачати енергію і кінець кінцем впасти на ядро. Але атом – стійка система електричних зарядів. І тому, приймаючи ядерну модель атома, потрібно відмовитись від класичного опису орбітального руху електронів.

 

3. Недоліки моделі Резерфорда було усунено в моделі, яку розробив Н. Бор (1913 р.). В основі моделі Бора лежать два наступні постулати:

  • 1. Атому властиві цілком стійкі стаціонарні стани з відповідними значеннями енергії Е1, Е2, ….. Еn, перебуваючи в яких, атом не випромінює і не поглинає енергії Наслідок : із усіх можливих механічних станів (орбіт) електрон в атомі може перебувати лише на таких, радіус яких визначається із співвідношення

де – номер орбіти, Такі стани (орбіти) називаються стаціонарними;

  • 2. При переході з одного стаціонарного стану на інший електрон випромінює або поглинає квант світла з енергією, рівною різниці енергій цих станів, тобто

4. Отже, основна ідея постулатів Бора полягає в квантуванні механічних характеристик руху електронів в атомі (моменту імпульса, енергії тощо) і в стрибкоподібній зміні цих характеристик.

5. Вперше ядерна модель атома з постулатами Бора була застосована до воднеподібних атомів тощо), в яких навколо ядра рухається по коловій орбіті радіусом r лише один електрон. При цьому ядро вважається нерухомим, а електрон розглядається як класична матеріальна точка. Враховуючи, що в ролі доцентрової сили виступає кулонівська сила взаємодії між електроном та ядром, тобто , отримаємо для радіуса стаціонарної орбіти електрона вираз, де – борівський радіус, який має зміст радіуса першої ( орбіти електрона в атомі водню (. Отже, має місце квантування радіусів стаціонарних орбіт електрона, оскільки .

 

6. Для повної механічної енергії електрона легко отримати вираз

,

де – постійна Рідберга.

7. Отже, енергія воднеподібних атомів в стаціонарних станах приймає дискретні значення, тобто квантується. Стан з найнижчою енергією називається основним, усі інші стани – збудженими. Стан з найвищою енергією відповідає іонізації атома. Отже, енергія іонізації воднеподібних атомів , (еВ).. Відповідно енергія на довільному рівні в атомі водню виражатиметься:

8. Зобразимо енергетичну діаграму борівського атома водню (. В основному стані атом може перебувати як завгодно довго. Якщо ж його перевести певним чином (теплом, світлом, ударом вільних електронів тощо) в збуджений стан, то тривалість перебування в цьому стані складає , і атом самовільно переходить в основний чи нижчі збуджені стани, випромінюючи фотони з енергіями


.

9. Довжини випромінюваних світлових хвиль розраховуються за серіальною формулою Бальмера:

,

де n2 – квантове число стану, з якого відбувається перехід, n1 – квантове число стану, в який переходить атом.

10. Усі спектральні лінії можна згрупувати в наступні серії: І–серія Лаймана ( n2 ; ІІ–серія Бальмера ( ІІІ–серія Пашена ( тощо. Лінії серії Лаймана лежать в ультрафіолетовій області, серії Бальмера – у видимій області, серії Пашена – в інфрачервоній області.

11. Теорія Бора дуже добре описала положення спектральних ліній випромінювання воднеподібних атомів, але виявилась нездатною пояснити спектри випромінювання складних атомів, а також інтенсивності спектральних ліній навіть атомарного водню. Слабкість цієї теорії зумовлена її непослідовністю: вона – напівкласична, напівквантова.




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-06-04; Просмотров: 1384; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.011 сек.