Квантовая теория света и ее доказательства. Характеристики фотона

Рентгеновское

Ультрафиолетовое

Видимое излучение

Радиоволны

Виды электромагнитных излучений (радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское и гамма излучения).

Длина волны: 10⁵-10^-3м

Частота: ν₁=3*10³; ν₂=3*10¹¹Гц

Источник излучения: Антенна, колебательный контур

Особенные свойства: получение и передача информации на расстоянии, легко огибает большие препятствия

Проявление: В радиосвязи, телевидении, радиолокации, сотовая связь

Инфракрасное излучение

Длина волны:2*10^-3-7,6*10^-7м

Частота: ν₁=1,5*10¹¹;ν₂=4*10¹⁶Гц

Источник излучения: Любые нагретые тела, лампы накаливания, огонь

Особенные свойства: вызывает нагревание тел- тепловое излучение

Проявление: Применяется для сушки окрашенных изделий, стен зданий, древесины. Нагревательные приборы; приборы ночного видения, тепловизоры.

Длина волны:7,7*10^-7-3,8*10^-7м

Частота: ν₁=4*10¹⁶;ν₂=8*10¹⁶Гц

Источник излучения: Солнце, лампы, огонь- любые светящиеся тела.

Особенные свойства: Является обязательным условием для развития зеленых растений, видимое

Проявление: в природе- солнечный свет, огонь; в технике- лампочка, в результате фотосинтеза вырабатывается кислород. Необходимо для ориентации, получения информации об окружающем.

Длина волны:4*10^-7-3*10^-8м

Частота: ν₁=8*10¹⁶;ν₂=10¹⁵Гц

Источник излучения: газоразрядная лампа, солнце

Особенные свойства: способность убивать болезнетворные бактерии, вырабатывание витамина D, вызывает химические реакции

Проявление: широко применяется в медицине (кварцевание)-обеззараживание помещений, загар кожи человека

Длина волны:10^-8-10^-12м

Частота: ν₁=3*10¹⁶;ν₂=3*10²⁰Гц

Источник излучения: Рентгеновская трубка, возникает при торможении быстро летящих электронов.

Особенные свойства: Способность проникать через толстые слои вещества

Проявление: используется для диагностики заболеваний внутренних органов организма (переломы, пневмония, опухоли и т.п.), контроль качества внутренней поверхности деталей

Гамма излучение

Длина волны:10^-11-10^-13м

Частота: ν₁=3*10¹⁹;ν₂=3*10²¹Гц

Источник излучения: солнце и звезды, в ядерном реакторе, радиоактивность, ядерные реакции

Особенные свойства: легко проходит сквозбь любые непрозрачные тела, вызывает изменение структуры вещества.

Проявление: Ядерная энергетика, причина мутаций, обработка семян растений, облучение в медицине

.

Кватовая теория была создана Планком. По этой теории свет излучается и поглощается в виде отдельных порций энергии – фотонов (это частица света) или квантов( это частица излучения).

Величина порции: E=hν, Дж.

h=6.63*10^-34ДДж с – постоянная Планка

ν-частота излучения

Доказательством квантовой теории являются все ситуации, когда свет взаимодействует с частицами вещества:

* фотохимическое действие света – излучение вызывает химические реакции, т.е. кванты взаимодействуют с молекулами вещества (фотосинтез, фотография-пленочная)

* люминесценция – освещение, вспышка на поверхности вещества при попадании на него любого излучения

* фотоэффект – под действием света в веществе образуется свободные заряды

* световое давление – свет оказывает давление на поверхность при отражении от нее(солнечный ветер)

Характеристики фотона:

1)основная характеристика фотона – это его энергия E=hν = hc/λ

2)скорость распространения световых частиц равна скорости света υ=c/n υ=c υ<c c=3*10⁸м/с

3)частота: ν=1/Т = υ/ λ, Гц.

4)масса фотона: m_ф=E/с² c=3*10⁸м/с Е-энергия фотона

5)импульс: Р=m_ф*с

32. Внешний и внутренний фотоэффект. Уравнение Эйнштейна. Красная граница фотоэффекта.

Различают внешний и внутренний фотоэффект.

Внутренний фотоэффект -это образование свободных зарядов в полупроводниках под действием электромагнитного излучения (света).

Внешний фотоэффект -это вылет электронов с поверхности вещества (металла) под действием излучения (света).

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Еизл.=Авых.+Екин.

Е_изл.=hν = hc/λ - энергия излучения(фотона)

Е_кин=m_eV_e²- кинетическая энергия электрона, вылетевшего из вещества благодаря фотоэффекту

А_вых.-работа выхода электрона из вещества

А_вых.= Е*φ

φ-потенциал работы выхода(вольт) е=1,6*10^-19 Кл- заряд электрона1э= 1,6*10^-19Дж

Энергия фотона Еизл, падающего на поверхность вещества, расходуется на совершение электроном работы выхода А_вых. и приобретение электроном кинетической энергии Е_кин.

Условия прохождения фотоэффекта

_ñ Энергия излучения больше либо равна работе выхода E _изл ≥ A_вых

_ñ Частота излучения больше либо равна частоте красной границы фотоэффекта ν_изл≥ ν_{красной границы}

_ñ Длина волны излучения меньше либо равна длине волны красной границы фотоэффекта λ_изл≥λ_{красной границы}

Красная граница фотоэффекта - это минимальная частота, или соответствующая длинна волны, при которой начинается фотоэффект.

h ν = A, откуда ν_{красной границы}=ν _min = A/h

ν_min=ν _кр.гр.- частота красной границы фотоэффекта или минимальная частота при которой начинается фотоэффект

Дата добавления: 2015-04-24