IКвантовая природа излучения. Диалектическое единство корпускулярных и волновых свойств электромагнитного излучения.

1)Тепловое излучение – это излучение электромагнитных волн нагретыми твёрдыми телами, жидкостями или газами.

Абсолютно чёрное тело- это тело которое поглощает всё, падающее на него электромагнитное излучение.

Моделью АЧТ – является замкнутая полость с небольшой дырочкой.

Г ипотеза Планка(квантовая гипотеза) – излучение электромагнитных волн происходит квантами( порциями). h=6.63*10^-34 Дж*с

« Ультрафиолетовая катастрофа» - классическая физика основанная на законах Ньютона, законах термодинамики, и законах Максвелла не смогла объяснить законы теплового излучения. Спектральная плотность энергетич. светимости (АЧТ) полученная из законов классической физики, не соответствует экспериментальным данным, в частности при больших частотах, или малых длинах волн спектральная плотность энергетич. светимости стремится к бесконечности, чего быть не может. Ультрафиолетовая катастрофа была разрешена Планком путём введения квантовой гипотезы. Источниками электр. Излучения явл. Атомы и молекулы.

Энергия 1 кванта излучения прямо пропорциональна частоте излучения.

Поток энергии ( энергетический потом)(просто поток) – это энергия излучения, отражения, или поглощения телом за единицу времени.

Спектральная плотность энергетич светимости – это энергия излучаемая с единицы площади тела за единицу времени в единичном интервале длин волн или частот.

r( ,T)=dE/dS*dt*d =dR/d [r]=Вт/м^3

Испускательная способность абсолютно чёрного тела.аАЧТ=1

П ервый закон Вина – при повышении абсолютной температуры спектральная плотность энергетической светимости АЧТ смешается в сторону коротких длин волн.

длинна волны на которую приходится maxспектр. Плотности энергетич светимости.

Второй закон вина – Максимум спектральной плотности энергетич. Светимости АЧТ прямо пропорц. Пятой степени Т.

Энергетическая светимость – это энергия излучаемая с единицы площади поверхности тела, за единицу времени во всём диапазоне длин волн или частот (R(T))

R=dE/dSdt=dФ/dS[R]=Вт/м^2

Закон Стефана-Больцмана энергетич. Светимость абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна 4-ой степени абсолютной температуры.

R= *T^4

• =5.67*10^-8 Вт/м^2*k^4 – Постоянная Стефана-Больцмана

Поглощательная способность ( коэф. Поглощения) – это отношение потока поглощения, к потоку падающему

а=Ф погл/Ф пад

Закон Кирхгофа – отношение спектральной плотности энергетич. светимости тела к его поглощательной способности, не зависит от материала тела, а зависит только от его абсолютной t, и является универсальной функцией длинны волны и температуры абсолютной.

f(λ,T)=rАЧТ(λ,T)

2 ) Внешний фотоэффект – это явление выравнивания электронов с поверхности металла или другого тв. Тела под действием света. (электромагн. Излучения)

Схема для изучения внешнего фотоэффекта. ------------------------------

Электрический ток — это упорядоченное движение заряженных частиц в проводнике.

Сила тока ( I )-скалярная величина, равная отношению заряда q , прошедшего через поперечное сечение проводника, к промежутку времени t , в течение которого шел ток.

Н апряжение ( U ) равно отношению работы электрического поля по перемещению зарядак величине перемещаемого заряда на участке цепи.

С ветовой поток — физическая величина, характеризующая «количество» световой энергии в соответствующем потоке излучения. Иными словами, это мощность такого излучения, которое доступно для восприятия нормальным человеческим глазом. 

Вольт-Амперная характеристика (ВАХ)-------------------------

Iн- ток насыщения.Uз- запир. Напряжение.

Запирающее напряжение – это напряжение, при котором анодный ток обращается в 0. (при Uз на катоде «+» ,анод «-«)

Ток насыщения – макс. Возможное значение тока. При котором все электроны вылетающие из катода достигают анода. При дальнейшем увеличении напряжения, ток не изменяется.

Если напряжение 0, то сущ небольшой начальный ток =/0 , I0

Связь макс. Скорости фотоэлектрона с задерж. Напряжением:

При нулевом напряжении, только самые быстрые электроны, вылетевшие и з катода способны достигнуть анода. Движению электронов мешает отр. заряженное электронное облако наход. между катодом и анодом. Это облако создано электронами вылетающими из катода, под действием света. Чтобы основная масса электронов преодолела это эл. облако, нужно приложить внешнее положит, напряжение которое ускоряет электроны.

Законы внешнего фотоэффекта.

первый закон Столетова. При постоянной частоте света, число фотоэлектронов вылетающих из катода, прямопропорц. световому потоку.

В торой закон Столетова. Для данного мат. катода макс. кинетич. энергия фотоэлектронов не зависит от светового потока и линейно возрастает с частотой света.

Екин=mv²_max/2

C ростом частоты растёт запирающее напряжение.

mv²_max/2=еUз m=9,11*10^-23кг е=1,6*10^-19Кл

Третий закон Столетова.

Существует красная граница фотоэффекта.

Красная граница фотоэффекта – минимальная частота или макс. длинна волны при которой фотоэффект ещё существует.

ν≥ν_кр–фотоэффект есть

ν<ν_{кр –} фотоэф. нет

Классическая физика – смогла объяснить только первый закон фотоэффекта.

Электромагн. волна падает на электрон внутри металла, раскачивает его, электрон приобретает энергию, и когда энергия станет больше работы выхода, электрон покидает металл.>>чем больше потом электр. энергии тем больше электронов вылетает из катода.

Квантовая гипотеза (гипотеза Эйнштейна) – поглощение электромагнитных волн электронами происходит в виде квантов ( фотон).E=ℎν / E=hc/λ

Энергия кванта пропорц. частоте света.

Фотон – это квант электромагнитного излучения ( частица света, заряда нет)

A_в–это минимальная энергия которую необходимо сообщить электрону, чтобы он покинул металл, или другое вещество.

Внешний фотоэффект – явл. безынерционное, Это значит, что электроны вылетают из катода, в тот же самый момент времени, как только на катод падает свет, т.е. между моментом поглощения катодом света, и моментом вылета электрона, нет временной задержки.( 10^-9 – 10^-12 с)