4 Контрольные вопросы

4.1 Какова физическая природа света?

4.2 Как действует свет на элементарные частицы, например, на свободный электрон, на орбитальный электрон в атоме?

4.3 Что называется внешним фотоэффектом, внутренним фотоэффектом?

4.4 Как сформулировать законы внешнего фотоэффекта?

4.5 О чем говорит уравнение Эйнштейна для фотоэффекта?

4.6 Как объясняются с точки зрения квантовой теории 1, 2, 3 законы фотоэффекта?

4.7 Что такое задерживающее напряжение и как оно определяется?

4.8 Каково устройство вакуумного фотоэлемента?

4.9 Что выражает вольтамперная и световая характеристики?

4.10 Что называется интегральной чувствительностью фотоэлемента и как она определяется?

4.11 Что собой представляет спектральная чувствительность фотоэлемента?

4.12 Каково назначение фотоэлемента, области его применения?

Лабораторная работа № 3 Изучение линейчатых спектров ртути, неона и водорода

Цель и задачи работы: Знакомство с основными положениями квантовой физики. Градуировка монохроматора по известным значениям длин волн спектральных линий ртути и нахождение значения длин волн линий в спектре водорода и неона.

1 Общие сведения

В природе происходит постоянный обмен энергией между телами. Одним из способов такого обмена является излучение и поглощение электромагнитных волн. Спектральный состав излучения тела зависит от его температуры, химической природы и агрегатного состояния. Спектры излучения бывают сплошные, полосатые и линейчатые.

Сплошной спектр дают нагретые твердые тела и жидкости.

Атомы газов при высоких температурах дают линейчатый (атомный) спектр. Каждый химический элемент обладает характерным для него линейчатым спектром.

Спектр излучения, испускаемый возбужденными молекулами, состоит из большого числа линий, сливающихся в полосы. Такой спектр называется полосатым (молекулярным).

В основе теории линейчатых спектров лежат 2 постулата Бора:

1) Атом может находиться только в некоторых избранных (квантовых) состояниях, характеризующихся определенными прерывными (дискретными) значениями энергии Е₁, Е₂, Е₃ …. Эти состояния называются стационарными. Находясь в стационарном состоянии, атом не излучает. Условие стационарности выражается формулой

, (1)

где n – главное квантовое число (номер энергетического уровня, на котором находится электрон в атоме); m- масса электрона, кг; - скорость электрона на n-й орбите, м/с; r- радиус электронной орбиты, м; h- постоянная Планка, Дж.с.

2) При переходе электрона из стационарного состояния с большей энергией в стационарное состояние с меньшей энергией , энергия атома изменяется на величину . При этом испускается один фотон с энергией

h = - , (2)

где  - частота электромагнитного излучения, Гц.

Такое же соотношение справедливо и для случая поглощения, когда за счет энергии поглощенного фотона электрон переходит с одного энергетического уровня на другой, более высокий уровень.