Фотоны ДАВЛЕНИЕ СВЕТА. ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА.. - презентация

1 Фотоны ДАВЛЕНИЕ СВЕТА. ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА.

2 Энергия и импульс фотона. При испускании и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц с энергией Е = hv, зависящей от частоты. Энергию фотона часто выражают не через частоту v, а через циклическую частоту тогда энергия фотона выражается так: По известной массе и скорости фотона можно найти его импульс:

3 Корпускулярно-волновой дуализм. Явления интерференции и дифракции света свидетельствуют и о волновых свойствах света. Свет обладает, таким образом, своеобразным дуализмом (двойственностью) свойств. При распространении света проявляются его волновые свойства, а при взаимодействии с веществом (излучении и поглощении) корпускулярные.

4 Гипотеза де Бройля Вопросом, что электрон и другие частицы обладают также и волновыми свойствами задавался французский ученый Луи де Бройль и в 1923 г. высказал необычную мысль….

5 Гипотеза де Бройля Предположив, что с движением частиц связано распространение некоторых волн, де Бройль сумел найти длину волны этих волн. Связь длины волны с импульсом частицы оказалась точно такой же, как и у фотонов формула де Бройля одна из основных в физике микромира Предсказанные де Бройлем волновые свойства частиц впоследствии были обнаружены экспериментально.

6 Фотон элементарная частица, не имеющая массы покоя и электрического заряда, но обладающая энергией и импульсом. Это квант электромагнитного поля, которое осуществляет взаимодействие между заряженными частицами. Поглощение и излучение электромагнитной энергии отдельными порциями проявление корпускулярных свойств электромагнитного поля.электромагнитного поля Корпускулярно-волновой дуализм общее свойство материи, проявляющееся на микроскопическом уровне.

7 Применение фотоэффекта С помощью фотоэффекта «заговорило» кино, стала возможной передача движущихся изображений (телевидение). Применение фотоэлектронных приборов позволило создать станки, которьге без участия человека изготовляют детали по заданным чертежам. Основанные на фотоэффекте приборы контролируют размеры изделий лучше человека, вовремя включают и вьпслючаюг мафией и уличное освещение и т. п

8 Вакуумные фотоэлементы Современный вакуумный фотоэлемент представляет собой стеклянную колбу, часть внутренней поверхности которой покрыта тонким слоем металла с малой работой выхода Это катод 1. Через прозрачное окошко свет проникает внутрь колбы. В ее центре расположена проволочная петля или диск анод 2, который служит для улавливания фотоэлектронов. Анод присоединяют 1С положительному полюсу батареи. Фотоэлементы реагируют на видимое излучение и даже на инфракрасные лучи.

9 Полупроводниковые фотоэлементы На этом явлении основано устройство фоторезисторов приборов, сопротивление которых зависит от освещенности. Кроме того, сконструированы полупроводниковые фотоэлементы, создающие ЭДС и непосредственно преобразующие энергию излучения в энергию электрического тока. ЭДС, называемая в данном случае фотоЭДС, возникает в области рn-перехода двух полупроводников при облучении этой области светом. Под действием света образуются пары электрон дырка. В области рn- перехода существует электрическое поле. Это поле заставляет неосновные носители полупроводников перемещаться через контакт.электрон Солнечные батареи.

10

11 ДАВЛЕНИЕ СВЕТА Под действием электрического поля волны, падающей на поверхность тела, например металла, свободный электрон движется в сторону, противоположную вектору. На движущийся электрон действует сила Лоренца, направленная в сторону распространения волны. Суммарная сила, действующая на электроны поверхности металла, и определяет силу светового давления.металла

12 Для доказательства справедливости теории Максвела было важно измерить давление света. Многие ученые пытались это сделать, но безуспешно, так как световое давление очень мало. В яркий солнечный день на поверхности площадью 1 м 2 действует сила, равная всего лишь Н. Впервые давление света измерил русский физик Петр Николаевич Лебедев в 1900 г.

13 Прибор Лебедева Прибор состоял из очень легкого стерженька на тонкой стеклянной нити, но краям которого были приклеены легкие крылыптки. Весь прибор помещался в сосуд, откуда был выкачан воздух. Свет падал на крылышки, расположенные по одну сторону от стерженька. О значении давления можно было судить по углу закручивания нити. Давление света согласно электродинамике Максвелла возникает из-за действия силы Лоренца на электроны среды, колеблющиеся под действием электрического поля электромагнитной волны. Лоренца

14 ХИМИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ СВЕТА. ФОТОГРАФИЯ Отдельные молекулы поглощают световую энергию порциями квантами hv. В случае видимого и ультрафиолетового излучений эта энергия достаточна для расщепления многих молекул. В этом проявляется химическое действие света. Важнейшие химические реакции под действием света происходят в зеленых листьях деревьев и траве, в иглах хвои, во многих микроорганизмах. Химическое действие света лежит в основе фотографии. Под действием света происходят химические реакции, определяющие жизнь на Земле.

15

16 Итоги урока 1. Как определить энергию, массу и импульс фотона, зная частоту световой волны! 2. Что понимается под словами корпускулярно-волновой дуализм?