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

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

2 Модель абсолютно черного тела - небольшое отверстие в ящике сферической формы. Тело, которое при любой неразрушающей его температуре полностью поглощает всю энергию падающего на него света любой частоты, называют абсолютно черным телом (АЧТ). 1.АЧТ – идеализация. 2.АЧТ – наиболее интенсивный источник теплового излучения. 3.Излучение АЧТ определяется только его температурой.

3 Светимости тела Интегральной светимостью называется отношение мощности излучения к площади поверхности излучателя Спектральной светимостью тела r в интервале длин волн от λ до λ+Δλ называется отношение светимости в данном диапазоне длин волн к ширине диапазона

4 Закон Стефана-Больцмана интегральная светимость R (T) абсолютно черного тела пропорциональна четвертой степени абсолютной температуры T: R (T) = σT 4 σ = 5,671·10 –8 Вт / (м 2 · К 4 ).

5 Спектральное распределение r(λ, T) излучения черного тела при различных температурах

6 Закон смещения Вина Длина волны λ m, на которую приходится максимум энергии излучения абсолютно черного тела, обратно пропорциональна абсолютной температуре T λ m T = b или λ m = b / T. b = 2,898·10 –3 м·К - постоянная Вина

7 Распределение энергии излучения в спектрах АЧТ(при Т = 6 200К) и Солнца.

8 Гипотеза Планка: процессы излучения и поглощения электромагнитной энергии нагретым телом происходят не непрерывно, а конечными порциями – квантами. Квант – это минимальная порция энергии, излучаемой или поглощаемой телом. E = hν, h = 6,626·10 –34 Дж·с- постоянная Планка

9 Частица веществаЧастица электромагнитного поля (фотон) m 0 0 m 0 не существует. Не имеет массы покоя. v < cv = c Могут при взаимодействии изменять скорость, двигаться а ускорением При взаимодействии с веществом поглощаются и излучаются Обладают энергией Имеют электрический заряд или не имеют электрического заряда Не имеют электрического заряда Выполняются законы сохранения энергии и импульса

10

11 Модель

12 1.При фотоэффекте электрон покидает катод. 2.Фототок возникает практически одновременно с освещением фотокатода (Столетов – до t = c, теперь до t = c.) 3.Фототок подчиняется закону Ома. I Н – определяется числом фотоэлектронов, вырываемых из катода за 1 сек. 4.Фототок существует и тогда, когда в цепи нет источника тока. 5.Что бы фототок стал равным нулю, нужно приложить задерживающее напряжение U з. 6.Измерив U з, можно определить максимальное значение скорости фотоэлектронов. I н – фототок насыщения U з – задерживающее напряжение I U

13

14 Законы фотоэффекта: Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с увеличением частоты света ν и не зависит от его интенсивности. Для каждого вещества существует так называемая красная граница фотоэффекта, т. е. наименьшая частота ν min (λ max ), при которой еще возможен внешний фотоэффект. Число фотоэлектронов, вырываемых светом из катода за 1 с (фототок насыщения), прямо пропорционально интенсивности света. Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света ν > ν min.

15 «Сама электромагнитная волна состоит из отдельных порций – квантов.» А. Эйнштейн. где E – энергия электрона, которая тратится на нагревание вещества, происходящее из-за случайных столкновений электронов в веществе, если электрон находится на глубине вещества. A – работа выхода. E k - кинетическая энергия электрона, покинувшего вещество. Если электрон выбивается с поверхности металла, то E = 0: