Digitální učební materiál

1. Digitální učební materiál

2. Fotoelektrický jev - podstata • Fotoelektrický jev nastává při působení elektromagnetického záření a látky. • Energie záření je předávána elektronům v látce. • Fotoelektrický jev pozorujeme hlavně u pevných látek (kovů a polovodičů). • Při vnějším fotoelektrickém jevu se působením záření uvolňují elektrony, které unikají z látky. Nastává fotoemise elektronů.

3. Vnitřní fotoelektrický jev • Uvolněné elektrony setrvávají v látce a zvyšují její vodivost. • U polovodičů je fotoelektrický jev příčinou generace párů elektron – díra. • Využití nachází například ve fotodiodě: světlo dopadá na přechod PN, předá energii elektronu ve valenční vrstvě atomu, elektron atom opustí a vznikne díra (pár elektron – díra).

4. Vnější fotoelektrický jev • Pozorujeme jej především u kovů. Při dopadu světla na povrch kovu z něj vystupují elektrony. • Využíval se u fotonek, kde z ozářené katody (připojené k zápornému pólu zdroje) vyletovaly elektrony k anodě a obvodem procházel malý proud (fotoproud).

5. Zákony vnějšího fotoefektu • Pro každý kov existuje jistá mezní frekvence, není-li překročena, jev nenastává. • Při překročení mezní frekvence je počet uvolněných elektronů úměrný intenzitě záření dopadajících na fotokatodu. • Energie fotoelektronů je přímo úměrná frekvenci záření.

6. Einsteinova teorie fotoel. jevu Rovnice fotoelektrického jevu: představuje kvantum energie se nazývá výstupní práce (energie potřebná k uvolnění elektronu) je kinetická energie elektronu po opuštění materiálu

7. Einsteinova rovnice fotoelektrického jevu je jedním ze zápisů zákonu zachování energie. • Výstupní práce je tím větší, čím pevněji je elektron v kovu vázán. • Malé energie vyjadřujeme v elektronvoltech (eV). • Jeden elektronvolt odpovídá J. • Energii jednoho elektronvoltu získá částice s elementárním nábojem při přechodu mezi místy s potenciálem jednoho voltu.

8. Souvislosti s rovnicí fotoefektu • Různé kovy mají různou výstupní práci, nejmenší má Cesium (1,93 eV). • Uvolnění elektronu se děje okamžitě po dopadu kvanta energie, nepozorujeme žádnou setrvačnost mezi ozářením a vznikem fotoproudu. • Rychlost elektronu závisí na frekvenci záření.

9. Kontrolní otázky • Jaká je podstata fotoelektrického jevu? • Kdo je autorem objevu fotoelektrického jevu? • Co říká rovnice fotoelektrického jevu?

10. Kontrolní otázky-odpovědi • Jaká je podstata fotoelektrického jevu? Energie záření je předávána elektronům v látce. • Kdo je autorem objevu fotoelektrického jevu? Albert Einstein. • Co říká rovnice fotoelektrického jevu?

11. Použité zdroje: SVOBODA, Emanuel a kol. Přehled středoškolské fyziky. 3. vyd. Praha: Prometheus, 1996, ISBN 80-7196-116-7. LEPIL, Oldřich; BEDNAŘÍK, Milan; HÝBLOVÁ, Radmila. Fyzika pro střední školy II. Praha: Prometheus, 2002, ISBN 80-7196-185-X Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Jiří Šťastný.