ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE. Edyta Karpicka WPPT/FT/Optometria

Podobne dokumenty
BADANIE EFEKTU FOTOELEKTRYCZNEGO ZEWNĘTRZNEGO

Rozładowanie promieniowaniem nadfioletowym elektroskopu naładowanego ujemnie, do którego przymocowana jest płytka cynkowa

Efekt fotoelektryczny

SCENARIUSZ LEKCJI. Streszczenie. Czas realizacji. Podstawa programowa. Cele kształcenia wymagania ogólne:

BADANIE ZEWNĘTRZNEGO ZJAWISKA FOTOELEKTRYCZNEGO

Światło fala, czy strumień cząstek?

EFEKT FOTOELEKTRYCZNY ZEWNĘTRZNY

Fizyka współczesna. Pracownia dydaktyki fizyki. Instrukcja dla studentów. Tematy ćwiczeń

II. KWANTY A ELEKTRONY

FOTOKOMÓRKA. CHARAKTERYSTYKI STATYCZNE FOTOKOMÓRKI PRÓŻNIOWEJ

39 DUALIZM KORPUSKULARNO FALOWY.

WFiIS. Wstęp teoretyczny:

Ćwiczenie nr 82: Efekt fotoelektryczny

Wykład 7 Kwantowe własności promieniowania

OPTYKA. Leszek Błaszkieiwcz

Kwantowe własności promieniowania, ciało doskonale czarne, zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne.

Korpuskularna natura światła i materii

Kwantowa natura promieniowania

ĆWICZENIE 50 ZEWNĘTRZNE ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE

Promieniowanie cieplne ciał.

Kwanty światła, efekt fotoelektryczny i realność fotonów

SPRAWDZENIE PRAWA OHMA POMIAR REZYSTANCJI METODĄ TECHNICZNĄ

Początek XX wieku. Dualizm korpuskularno - falowy

E12. Wyznaczanie parametrów użytkowych fotoogniwa

Zjawisko fotoelektryczne zewnętrzne i stała Plancka - Dobór długości fali spektrometrem siatkowym

Wybrane Działy Fizyki

BADANIE CHARAKTERYSTYK FOTOELEMENTU

ZJAWISKA KWANTOWO-OPTYCZNE

Efekt Fotoelektryczny

Fizyka kwantowa. promieniowanie termiczne zjawisko fotoelektryczne. efekt Comptona dualizm korpuskularno-falowy. kwantyzacja światła

PRÓBNY EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI

Fizyka 2. Janusz Andrzejewski

BADANIE FOTOPOWIELACZA

IA. Fotodioda. Cel ćwiczenia: Pomiar charakterystyk prądowo - napięciowych fotodiody.

Dioda półprzewodnikowa

Elementy optyki kwantowej. Ciało doskonale czarne. Teoria Wiena. Notatki. Notatki. Notatki. Notatki. dr inż. Ireneusz Owczarek

Podstawy fizyki kwantowej

E12. Wyznaczanie parametrów użytkowych fotoogniwa

FIZYKA I ASTRONOMIA. Matura z Kwazarem. Życzymy powodzenia!

Ćwiczenie E17 BADANIE CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH MODUŁU OGNIW FOTOWOLTAICZNYCH I SPRAWNOŚCI KONWERSJI ENERGII PADAJĄCEGO PROMIENIOWANIA

LABORATORIUM PODSTAWY ELEKTROTECHNIKI

BADANIE FOTOPOWIELACZA

Ćwiczenie nr 2 : Badanie licznika proporcjonalnego fotonów X

Dioda półprzewodnikowa OPRACOWANIE: MGR INŻ. EWA LOREK

Techniki Jądrowe w Diagnostyce i Terapii Medycznej

Rys.2. Schemat działania fotoogniwa.

Chemia ogólna - część I: Atomy i cząsteczki

Spektroskop, rurki Plückera, cewka Ruhmkorffa, aparat fotogtaficzny, źródło prądu

Energia promieniowania termicznego sprawdzenie zależności temperaturowej

Badanie schematu rozpadu jodu 128 I

Falowa natura materii

Metody analizy pierwiastków z zastosowaniem wtórnego promieniowania rentgenowskiego. XRF, SRIXE, PIXE, SEM (EPMA)

WYZNACZANIE STAŁEJ PLANCKA Z POMIARU CHARAKTERYSTYK PRĄDOWO-NAPIĘCIOWYCH DIOD ELEKTROLUMINESCENCYJNYCH. Irena Jankowska-Sumara, Magdalena Krupska

Rysunek 3-19 Model ciała doskonale czarnego

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 13

Ćwiczenie nr 5 Doświadczenie Franka-Hertza. Pomiar energii wzbudzenia atomów neonu.

Tak określił mechanikę kwantową laureat nagrody Nobla Ryszard Feynman ( ) mechanika kwantowa opisuje naturę w sposób prawdziwy, jako absurd.

Repeta z wykładu nr 8. Detekcja światła. Przypomnienie. Efekt fotoelektryczny

Podstawy fizyki kwantowej. Nikt nie rozumie fizyki kwantowej R. Feynman, laureat Nobla z fizyki

Wyznaczanie cieplnego współczynnika oporności właściwej metali

Podstawy fizyki kwantowej

Spektroskopia fotoelektronów (PES)

Wyznaczanie sił działających na przewodnik z prądem w polu magnetycznym

Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki UNIWERSYTET GDAŃSKI

EGZAMIN MATURALNY Z FIZYKI I ASTRONOMII

Ćwiczenie nr 23. Charakterystyka styku między metalem a półprzewodnikiem typu n. str. 1. Cel ćwiczenia:

POLITECHNIKA WARSZAWSKA Wydział Elektryczny Instytut Elektroenergetyki Zakład Elektrowni i Gospodarki Elektroenergetycznej

Wszechświat czastek elementarnych

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 13

J6 - Pomiar absorpcji promieniowania γ

Badanie własności hallotronu, wyznaczenie stałej Halla (E2)

LVI OLIMPIADA FIZYCZNA (2006/2007). Stopień III, zadanie doświadczalne D

Badanie baterii słonecznych w zależności od natężenia światła

Podstawy fizyki sezon Dualizm światła i materii

E1. OBWODY PRĄDU STAŁEGO WYZNACZANIE OPORU PRZEWODNIKÓW I SIŁY ELEKTROMOTORYCZNEJ ŹRÓDŁA

BADANIA MODELOWE OGNIW SŁONECZNYCH

SZKIC ODPOWIEDZI I SCHEMAT OCENIANIA ROZWIĄZAŃ ZADAŃ W ARKUSZU II. Zadanie 28. Kołowrót

Fotoelementy. Symbole graficzne półprzewodnikowych elementów optoelektronicznych: a) fotoogniwo b) fotorezystor

SPEKTROSKOPIA RENTGENOWSKA

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI FOTOOPORNIKA I FOTOOGNIWA

Matura z fizyki i astronomii 2012

POLITECHNIKA ŚLĄSKA WYDZIAŁ INŻYNIERII ŚRODOWISKA I ENERGETYKI INSTYTUT MASZYN I URZĄDZEŃ ENERGETYCZNYCH LABORATORIUM ELEKTRYCZNE. Obwody nieliniowe.

Lekcja 43. Pojemność elektryczna

Wykład FIZYKA II. 11. Optyka kwantowa. Dr hab. inż. Władysław Artur Woźniak

Badanie schematu rozpadu jodu 128 J

Optyka kwantowa wprowadzenie. Początki modelu fotonowego Detekcja pojedynczych fotonów Podstawowe zagadnienia optyki kwantowej

Przyrządy i Układy Półprzewodnikowe

Podstawy fizyki wykład 3

E wektor natęŝenia pola, a dr element obwodu, którego zwrot określa przyjęty kierunek obchodzenia danego oczka.

Wykład 32. ciało doskonale czarne T = 2000 K. wolfram T = 2000 K

Podstawy fizyki kwantowej

POMIARY REZYSTANCJI. Cel ćwiczenia. Program ćwiczenia

Ćwiczenie nr 34. Badanie elementów optoelektronicznych

Pracownia Automatyki i Elektrotechniki Katedry Tworzyw Drzewnych Ćwiczenie 1. Połączenia szeregowe oraz równoległe elementów RC

CHARAKTERYSTYKA LICZNIKA GEIGERA-MÜLLERA I BADANIE STATYSTYCZNEGO CHARAKTERU ROZPADU PROMIENIOTWÓRCZEGO

PL B1. Sposób oceny dokładności transformacji indukcyjnych przekładników prądowych dla prądów odkształconych. POLITECHNIKA ŁÓDZKA, Łódź, PL

ĆWICZENIE 38. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK I PARAMETRÓW LAMP ELEKTRONOWYCH Kraków 2015

Repeta z wykładu nr 6. Detekcja światła. Plan na dzisiaj. Metal-półprzewodnik

Rozmaite dziwne i specjalne

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Transkrypt:

ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE Edyta Karpicka 150866 WPPT/FT/Optometria

Plan prezentacji 1. Historia odkrycia zjawiska fotoelektrycznego 2. Badanie zjawiska fotoelektrycznego 3. Maksymalna energia kinetyczna elektronów 4. Charakterystyka prądowo-napięciowa fotokomórki. 5. Częstotliwość graniczna. 6. Wyznaczanie stałej Plancka 7. Podsumowanie doświadczenia

Historia odkrycia zjawiska fotoelektrycznego H. Hertz (1887)- w trakcie badań nad wyładowaniami iskrowymi między dwiema powierzchniami metalowymi zauwaŝył, Ŝe pierwotna iskra z jednej powierzchni wytwarza wtórną iskrę na drugiej. W. Hallwachs (1888)-pokazał, Ŝe oczyszczona, izolowana, płytka cynkowa wystawiona na promieniowanie ultrafioletowe ładuje się dodatnio, a płytka naładowana ujemnie traci ładunek, nawet jeśli jest umieszczona w próŝni. [Ŝródło: Dr M. Klisowaka, Instytut Fizyki Uniwersytetu Rzeszowskiego] J.J.Thomas stwierdził, Ŝe fotoefekt polega na emisji elektronów : zmierzył stosunek (ładunek/masa) dla emitowanych cząsteczek (1897), a w 1899 wyznaczył ich ładunek.

Historia odkrycia zjawiska fotoelektrycznego J.Elster i H.F.Geitel (na fot.)stwierdzili w 1900 r., Ŝe prąd fotoelektryczny jest proporcjonalny do natęŝenia światła i powstaje natychmiast po oświetleniu metalu. P.Lenard (1902)- stwierdził, iŝ energia wybitych elektronów w ogóle nie zaleŝy od natęŝenia światła,rośnie natomiast wraz z jego częstotliwością. A.Einstein (1905)- zaproponował wytłomaczenie fotoefektu: jeden kwant światła, zupełnie niezaleŝnie od pozostałych, przekazuje swoją energie elektronowi. Elektron wyrzucony z metalu traci pewną jej część, zanim dotrze do powierzchni. E=hv Nobel prize 1922

Badanie efektu fotoelektrycznego -Obwód elektryczny pozwala na przyłoŝenie między elektrody napięcia U regulowanego za pomocą potencjometru P, oraz na mierzenie galwanometrem natęŝenia prądu I przepływającego między nimi. -Po przyłoŝeniu do anody potencjału dodatniego względem fotokatody i przy braku oświetlenia fotokatody nie obserwuje się przepływu prądu. Schemat układu pomiarowego do badania efektu fotoelektrycznego. [źródło: http://www.fuw.edu.pl/~krolikow/fivbc/i3_efekt_fotoelektryczny.pdf] -Pojawia się natychmiast gdy oświetlimy fotokatodę światłem o dostatecznie duŝej częstotliwości.

Maksymalna energia kinetyczna elektronów V h - potencjał hamujący dla napięć mniejszych od pewnego V h prąd przez ogniwo przestaje płynąć: -V < - V h E max -maksymalna energia kinetyczna jest równa pracy pola elektrycznego (między anodą i katodą) potrzebnej do całkowitego zahamowania elektronu w fotokomórce: E max =e V h gdzie e - ładunek elektronu V h a więc E max nie zaleŝy od natęŝenia światła [źródło: http://www.fuw.edu.pl/~krolikow/fivbc/i3_efekt_fotoelektryczny.pdf

Charakterystyka prądowo-napięciowa JeŜeli Ф1 < Ф2 to : -szybszy wzrost natęŝenia prądu w miarę wzrostu napięcia między anodą i katodą -brak zmiany potencjału hamującego Charakterystykia prądowo-napięciowa dla dwóch róŝnych natęŝeń światła Ф1 i Ф2 (Vh - potencjał hamujący) [Ŝródło:Jerzy Filipowicz, Badanie efektu fotoelektrycznego zewnętrznego]

Częstotliwość graniczna -poniŝej częstości granicznej nie obserwujemy EF -wartość częstości granicznej zaleŝy od materiału katody -zgodnie ze wzorem Einsteina, częstość graniczna mierzy pracę wyjścia W: W = hvg ZaleŜność natęŝenia prądu od częstotliwości v dla dwóch róŝnych materiałów fotokatody A i B Vo charakterystyczna częstotliwość graniczna dla danego materiału [źródło: http://www.fuw.edu.pl/~krolikow/fivbc/i3_efekt_fotoelektryczny.pdf]

Wyznaczanie stałej Plancka hv=w+emax (1) Emax=e V h (2) Vh= (h/e)v-w/e Tak więc teoria Einstaina przewiduje liniowy związek między potencjałem hamowania Vh, a częstotliwością padającego światła v. prosta: y=ax+b gdzie y=vh, x=v, a= h/e, b=w/e ZaleŜność potencjału hamowania Vh od częstotliwości v padającego światła tan α = (W/e) / ν= (hν/e) / ν = h/e h= 6,626755*10-34 J s Vg - częstotliwość graniczna W-praca wyjścia e-ładunek elektronu [źródło: http://www.fuw.edu.pl/~krolikow/fivbc/i3_efekt_fotoelektryczny.pdf]

Podsumowanie doświadczenia 1. Potencjał hamujący, a co za tym idzie maksymalna energia kinetyczna fotoelektronów E max nie zaleŝy od natęŝenia światła 2. Dla kaŝdej fotokatody istnieje charakterystyczna częstotliwość graniczna v (zaleŝna od materiału fotokatody). Dla częstotliwości mniejszych od vg efekt fotoelektryczny nie występuje,niezaleŝnie od tego jak silne jest natęŝenie światła 3. Nie występuje opóźnienie w czasie pomiędzy padaniem światła na fotokatodę a pojawienie się fotoprądu nawet dla małych natęŝeń światła.

Bibliografia -R. Eisberg, R. Resnick, Fizyka kwantowa, PWN, Warszawa 1983 -D. Halliday, R. Resnick, J.Walker, Podstawy fizyki, PWN, Warszawa 2003 -J.Orear, Fizyka tom 2, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa 1993 -Jerzy Filipowicz, Badanie efektu fotoelektrycznego zewnętrznego, Politechnika Warszawska - Janusz Skalski, Kwanty światła, efekt fotoelektryczny i realność fotonów, Instytut Problemów Jądrowych im. A. Sołtana. - dr M. Niemiec, Rok 1905 narodziny współczesnej fizyki, Instytut Fizyki Uniwersytet Opolski - dr M. Klisowska, Fotony Alberta Einstaina czyli o efekcie fotoelektrycznym, Instytut Fizyki Uniwesytet Rzeszowski, -http://www.fuw.edu.pl/~krolikow/fivbc/i3_efekt_fotoelektryczny.pdf