Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Школа № 144 Автозаводский район г. Нижний Новгород

Творческий проект по квантовой физики на тему: «Фотоэффект».

Выполнил: Таланов Иван ученик 9 «В» класса Научный руководитель: Карпов Сергей Евгеньевич учитель физики

г. Нижний Новгород 2021 г

Содержание

1 Введение……………………………………………………………... 3стр 2 Основная часть 2.1 Основа квантовой физики……………………………………….. 4стр 2.2 Применяющиеся формулы………………………………………... 5стр 2.3 Основа фотоэффекта……………………………………………..... 6стр 2.4 Опыт Столетова……………………………………………………. 7стр 2.5 Законы фотоэффекта………………………………………………. 8стр 2.6 История Эйнштейна……………………………………………….. 9стр 2.7 Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта………………………. 10 – 11стр 2.9 Вакуумные фотоэлементы………………………………………... 12стр 3 Практическая часть 3.1 Солнечные батареи………………………………………………... 13стр 3.2 Установка солнечной батареи…………………………………... 13стр 4 Заключение…………………………………………………………... 14стр 5 Список литературы…………………………………………………. 15стр

Введение

Я стал интересоваться светом. Мне стало интересно узнать свойство света, скорость света и учёных изучающие свет. Я как – то увидел тему фотоэффект, мне стало интересно, что это такое. Я стал изучать эту тему, и в своём проекте я хочу рассказать то, насколько хорошо я понял эту тему.

Цель проекта: Ознакомиться с квантовой физикой и фотоэффектом. Узнать законы фотоэффекта. Ознакомиться с формулами фотоэффекта. Задачи проекта: Рассказать о фотоэффекте. Выявить основные законы фотоэффекта. Выявить ученых связанных с фотоэффектом. Дать определение, что такое квант.

Основная часть.

Основа квантовой физики.

Квантовая физика - это раздел современной физики, в котором изучаются свойства, строение атомов и молекул, движение и взаимодействие микрочастиц.

Основоположник квантовой физики является Макс Планк. Годы жизни (1858 – 1947).

Макс Планк – великий немецкий физик - теоретик, основатель квантовой теории – современной теории движения, взаимодействия и взаимных превращений микроскопических частиц.

Гипотеза Планка гласит: атомы испускают электромагнитную энергию не непрерывно, а отдельными порциями – Квантами.

Квант – это отдельная порция электромагнитного излучения.

Применяющиеся формулы.

Энергия кванта находится по формуле:

постоянная планка умножаем на частоту падающего света с^-1

Е = h · v

Постоянная планка:

h = 6,63 · 10¯³ ⁴ Дж · с

Ещё постоянная планка находится в электрических вольтах:

h = 4,136 · 10¯¹⁵ эВ · с

Электрические вольты находится по формуле:

1эВ = 1,6 · 10¯¹⁹ Дж.

Основа фотоэффекта.

Фотоэффект – это выравнивание электронов из вещества под действием света.

Учёным, который открыл фотоэффект, является Герц Генрих. Годы жизни (1857 – 1894).

Герц Генрих – немецкий физик, впервые экспериментально доказавший в 1886 году существование электромагнитных волн. Исследуя электромагнитные волны, Герц установил тождественность основных свойств электромагнитных и световых волн.

Исследователем фотоэффекта является Александр Столетов. Годы жизни (1839 – 1896).

Александр Столетов – русский физик. В 1888 – 1890 годах Александр Столетов систематически изучал фотоэффект. Им были сделаны несколько важных открытий в этой области, в том числе выведен первый закон фотоэффекта.

Опыт Столетова.

В стеклянную колбу, из которой выкачен воздух, введены два электрода: цинковый катод К и анод А. На катод и анод подаётся напряжение, которое можно менять с помощью потенциометра и измерять вольтметром. На катод подан минус, а на анод – плюс, но можно сделать и наоборот. Напряжению на электродах приписывается тот знак, который подан на анод.

Законы фотоэффекта.

1. закон фотоэффекта: количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла прямо пропорционально интенсивности света.

2. закон фотоэффекта: максимальная кинетическая энергия вырываемых светом электронов линейно возрастёт с частотой света и не зависит от его интенсивности.

3. закон фотоэффекта: для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т.е. минимальная частота света, при которой ещё возможен фотоэффект.

История Эйнштейна.

Альберт Эйнштейн годы жизни (1879 – 1955).

Альберт Эйнштейн – физик – теоретик один из основателей современной физики, создатель теории относительности, автор основополагающих трудов по квантовой теории и статистической физики.

Открытие Эйнштейна: Эйнштейн применил открытие Макса Планка к волновому излучению, которое распространяется небольшими частицами энергии. Он назвал эти частицы – Фотонами.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

- работа выхода электронов из вещества.

Смысл уравнения Эйнштейна: энергия кванта тратится на работу выхода электрона из металла и сообщение электрону кинетической энергии.

Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов.

= e · U₃

U₃ - задерживающее напряжение.

Смысл уравнения: Максимально кинетическая энергия тратится на энергию электрона.

Вакуумные фотоэлементы.

Современный вакуумный фотоэлемент представляют собой стеклянную колбу, часть внутренней поверхности которой покрыта тонким слоем металла с малой работой выхода. Это катод. Через прозрачное окошко свет проникает внутрь колбы. В её центре расположена проволочная петля или диск – анод, который служит для управления фотоэлектронов.

Подобные автоматы могут предотвращать аварии. На заводе фотоэлемент почти мгновенно останавливает мощный пресс, если рука человека оказывается в опасной зоне.

Практическая часть.

Солнечные батареи.

Энергия солнца уже несколько миллионов лет греет нашу планету, выдавая огромное количество киловатт. Для её использования и придумали батареи, которые работают от этой энергии.

Установка солнечной батареи.

Приборы.

Солнечная батарея предназначена для преобразования солнечного света в электрическую энергию.

Аккумулятор предназначен для накапливания и сохранения сгенерированной электроэнергии.

Контролёр зарядов предназначен для того, чтобы следить за напряжением аккумулятора.

Инвертор предназначен для преобразования постоянного электрического напряжения аккумуляторной батареи в переменное 220В, которое необходимо для функционирования системы освещения и работы бытовой техники.

Предохранители предназначены для защиты системы от коротких замыканий.

Заключение.

Вывод.

Таким образом, я достиг своей цели.

Я познакомился с квантовой физикой и фотоэффектом, узнал законы фотоэффекта и ознакомился с формулами фотоэффекта.

Я доволен результатом!

Спасибо за внимание!

Список литературы.

Литература.

1 http://900igr.net/kartinka/fizika/fotoeffekt-233312/uravnenie-ejnshtejna-dlja-fotoeffekta-10.html

2 http://900igr.net/prezentacija/fizika/fotoeffekt-233312/uravnenie-ejnshtejna-dlja-fotoeffekta-15.html

3 https://ppt-online.org/147386

4 http://900igr.net/prezentacija/fizika/fotoeffekt-137091/opyt-stoletova-6.html

5 https://ekobatarei.ru/sdelaj_sam/shema-podklyucheniya-fotoelementa

Дата добавления: 2022-01-22; просмотров: 21; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

Мы поможем в написании ваших работ!