Fotoelektrický jav Kód ITMS projektu: 26110130519 Gymnázium Pavla Jozefa Šafárika – moderná škola tretieho tisícročia Fotoelektrický jav Vzdelávacia oblasť:  Človek a príroda Predmet  Fyzika Ročník, triedy:  VIII.OA Tematický celok:  Základy fyziky mikrosveta Vypracoval:  RNDr. Marián Koreň Dátum:  december 2012

Obsah Výsledky pokusov II Čo je fotoelektrický jav? Vnútorný fotoelektrický jav Využitie fotoelektrického javu Einsteinove vysvetlenie fotoelektrického javu Použité zdroje Čo je fotoelektrický jav? Ako ho môžeme pozorovať? Spektrum elektromagnetického žiarenia Ako skúmať fotoelektrický jav? Výsledky pokusov I

Čo je fotoelektrický jav je jav, keď dopadajúce žiarenie vhodnej vlnovej dĺžky pri dopade: na kov uvoľňuje voľné elektróny z povrchu kovu a elektróny následne opustia látku vonkajší fotoelektrický jav b) na polovodič uvoľňuje z atómov látky elektróny, ktoré sa potom voľne pohybujú v látke a zvyšujú jej vodivosť vnútorný fotoelektrický jav

Ako ho môžeme pozorovať? Zinkovú doštičku vodivo spojenú s elektroskopom nabijeme záporným nábojom – elektroskop ukáže výchylku. Ak doštičku osvetlíme UV svetlom, výchylka elektroskopu sa zmenší. Doštička stratila náboj. Ak doštičku osvetlíme viditeľným svetlom, výchylka elektroskopu sa nezmení. Náboj sa z doštičky nestratil. ZÁVER: UV svetlo elektróny z kovu uvoľňuje, viditeľné svetlo nie.

Spektrum elektromagnetického žiarenia

Ako skúmať fotoelektrický jav?   Na katódu dopadá žiarenie, ktoré uvoľňuje z katódy elektróny. Mriežka svojím napätím brzdí vyletujúce elektróny, čo dovoľuje merať ich kinetickú energiu. Galvanometer meria prúd v obvode. A – anóda K – katóda M – mriežka U – brzdné napätie G - galvanometer

Výsledky pokusov: Výsledky pokusov môžeme zhrnúť takto: Pre každý kov existuje určitá hraničná frekvencia f0 : Ak frekvencia dopadajúceho žiarenia f  fo - žiarenie neuvoľňuje elektróny z povrchu kovu. Ak frekvencia dopadajúceho žiarenia f  fo - žiarenie elektróny uvoľňuje.

Výsledky pokusov: Energia uvolnených elektrónov Ek z kovu sa zväčšuje s rastom frekvencie dopadajúceho žiarenia Energia uvolnených elektrónov nezávisí od intenzity dopadajúceho žiarenia.

Vnútorný fotoelektrický jav V niektorých polovodičoch sú pri izbovej teplote všetky elektróny viazané v atómoch. Ak polovodič zapojíme do elektrického obvodu, obvodom nebude prechádzať takmer žiadny prúd. Žiarenie dopadajúce na polovodič uvoľní niektoré elektróny z atómov a obvodom bude prechádzať prúd.

Využitie fotoelektrického javu v zariadeniach, ktoré zapnú alebo zastavia pri prerušení svetelného lúča určité zariadenie (dvere na výťahu, automatické zastavenie lisu po vložení ruky, ... ) Využíva sa v niektorých televíznych kamerách, alebo v prístrojoch na kopírovanie.

Využitie fotoelektrického javu Fotobunka, dosah 20 m Fotobunka s odrazkou Stĺpik na fotobunku Fotobunka, dosah 35 m

Einsteinove vysvetlenie fotoelektrického javu vychádza z predstavy, že: žiarenie sa skladá častíc - fotónov, ktoré môžu byť pohltené alebo vyžiarené len ako celky pri pohlcovaní a pri vyžarovaní sa elektromagnetická vlna s frekvenciou f správa ako súbor častíc – fotónov fotón má energiu, ktorá závislú od jeho frekvencie

Použité zdroje Fyzika pre 4. ročník gymnázií, Ján Pišút a kolektív, SPN 2003 http://hockicko.utc.sk/semestralky/prace/p37/inter3.htm TS Server.sk www.dexet.cz