Применение фотоэффекта
Фотоэффект используется в фотоэлектронных приборах, получивших разнообразные применения в науке и технике. На фотоэффекте основано превращение светового сигнала в электрический. Электрическое сопротивление полупроводника падает при освещении; это используется для устройства фотосопротивлений. При освещении области контакта различных полупроводников возникает фото-ЭДС, что позволяет преобразовывать световую энергию в электрическую (фотография на верху). Фотоэлектронные умножители позволяют регистрировать очень слабое излучение, вплоть до отдельных квантов. Анализ энергий и углов вылета фотоэлектронов позволяет исследовать поверхности материалов. В 2004 году японские исследователи создали новый тип полупроводникового прибора - фотоконденсатор, неразрывно соединяющий в себе фотоэлектрический преобразователь и средство хранения энергии. В преобразовании света новый прибор оказался вдвое эффективнее простых кремниевых солнечных батарей.
Открытие фотоэффекта имело очень большое значение для более глубокого понимания природы света. Но ценность науки состоит не только в том, что она выясняет сложное и многообразное строения окружающего нас мира, но и в том, что она даёт нам в руки средства, используя которые можно совершенствовать производство. Улучшать условия материальной и культурной жизни общества.
4. Закрепление нового материала
Итак, мы изучили с вами фотоэффект. Попробуем теперь ответить на следующие вопросы:
Что называют фотоэлектрическим эффектом?
В чем состоит экспериментальное исследование, проведенное А.Г. Столетовым?
Сформулируйте законы внешнего фотоэффекта.
А теперь выполним тест на закрепление.
1. Какой заряд окажется на двух цинковых пластинах, первая из которых заряжена положительно, а вторая – отрицательно, если их облучать ультрафиолетовым (УФ) светом?
А. Обе пластины будут заряжены отрицательно.
Б. Первая пластина приобретёт положительный заряд, вторая – отрицательный.
В. Обе пластины будут иметь положительный заряд.
2. Какие факторы определяют красную границу фотоэффекта:
1. длина волны; 2. вещество катода; 3. вещество анода?
А. 1, 2, 3.
Б. 1, 2.
В. 1, 3.
3. Как изменится скорость вылетающих из вещества электронов, если частота облучающего света увеличится?
А. Не изменится. Б. Увеличится. В. Уменьшится.
4. От каких параметров зависит фототок насыщения:
1. световой поток; 2. частота облучающего света; 3. скорость вылетающих электронов?
А. 1, 2. Б. 3. В. 1.
5. Длина волны облучающего света уменьшилась в 2 раза. Как изменилась работа выхода электрона?
А. Не изменилась. Б. Уменьшилась в 2 раза. В. Увеличилась в 2 раза.
5. Д/З§87,88; конспект.
Материал для справок:
Герц (Hertz) Генрих (22.II.1857–1.I.1894)
Немецкий физик, один из основателей электродинамики. Исходя из уравнений Максвелла, Герц в 1886–89 экспериментально доказал существование электромагнитных волн и исследовал их свойства (отражение от зеркал, преломление в призмах и т. д.). Электромагнитные волны Герц получал с помощью изобретенного им вибратора. Герц подтвердил выводы максвелловской теории о том, что скорость распространения электромагнитных волн в воздухе равна скорости света, установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн. Герц изучал также распространение электромагнитных волн в проводнике и указал способ измерения скорости их распространения. Развивая теорию Максвелла, Герц придал уравнениям электродинамики симметричную форму, которая хорошо обнаруживает полную взаимосвязь между электрическими и магнитными явлениями. Построил электродинамику движущихся тел, исходя из гипотезы о том, что эфир увлекается движущимися телами. Однако его электродинамика оказалась в противоречии с опытом и позднее уступила место электронной теории Х. Лоренца. Работы Герца по электродинамике сыграли огромную роль в развитии науки и техники и обусловили возникновение беспроволочной телеграфии, радиосвязи, телевидения, радиолокации и т. д.
В 1886–87 Герц впервые наблюдал и дал описание внешнего фотоэффекта. Герц разрабатывал теорию резонаторного контура, изучал свойства катодных лучей, исследовал влияние ультрафиолетовых лучей на электрический разряд. В ряде работ по механике дал теорию удара упругих шаров, рассчитал время соударения и т. д. Именем Герца названа единица частоты колебаний.
Томсон (Thomson) Джозеф Джон (18.XII.1856–30.VIII.1940)
Английский физик, член Лондонского королевского общества (с 1884, в 1915–20 – президент). В 1884–19 профессор Кембриджского университета и руководитель Кавендишской лаборатории; одновременно в 1905–18 профессор Королевского института в Лондоне. Ранние работы Томсона посвящены вычислению электромагнитного поля движущегося заряженного шара, теории вихрей, прецизионному измерению отношения абсолютных электрических единиц к электромагнитным. Занимаясь изучением газового разряда, Томсон совместно с сотрудниками выполнил серию классических работ, приведших его к открытию электрона (впервые измерил отношение заряда электрона к массе, 1897; Нобелевская премия, 1906). Томсон дал объяснение непрерывного спектра рентгеновского излучения, установил природу положительных ионов, предложил первую модель строения атома. В 1911 Томсон разработал так называемый метод парабол для измерения отношения заряда частицы к ее массе, который сыграл большую роль в исследовании изотопов.
Большое значение имела научно-организационная деятельность Томсона. Возглавляемая им Кавендишская лаборатория превратилась в ведущий научно-исследовательский физический центр, в котором под его руководством работали крупнейшие английские физики (Э. Резерфорд, Ч. Вильсон, Ф. У. Астон, У. Ричардсон и др.). Будучи убежденным сторонником классической физики, Томсон придерживался гипотезы эфира.
Достарыңызбен бөлісу: |