Dział II Fizyka atomowa.

1. e Dział IIFizyka atomowa.

2. c - prędkość światła - długość fali - częstotliwość 760nm 380nm IR światło UV Temat: Efekt fotoelektryczny • Widmo światła

3. e WAŻNE !!! • ZJAWISKO FOTOELEKTRYCZNE polega na tym, że w wyniku oświetlania określonym promieniowaniem elektromagnetycznym z powierzchni metalu wybijane są elektrony.

4. efekt nie zachodzi efekt fotoelektryczny - częstotliwość graniczna WAŻNE !!! A. Dla każdego metalu istnieje pewna częstotliwość graniczna, poniżej której zjawisko fotoelektryczne nie zachodzi.

5. Ek WAŻNE !!! B. Energia kinetyczna emitowanych elektronów zależy od częstotliwości (długości) fali, a nie zależy od jej natężenia (natężenia oświetlenia, promieniowania).

6. WAŻNE !!! C. Natężenie prądu, który pojawia się w obwodzie, jest proporcjonalne do natężenia promieniowania (światła) padającego na katodę. Im większe jest natężenie promieniowania (światła), tym większe jest natężenie prądu.

7. K A e e e e e mA V • Schemat układu do badania zjawiska fotoelektrycznego. światło Legenda: K – katoda A – anoda e – elektron

8. - praca pola elektrycznego, gdzie to potencjał (napięcie) między elektrodami - aby zatrzymać efekt fotoelektryczny: to praca pola elektrycznego musi być równa maksymalnej energii kinetycznej • Potencjał hamujący (napięcie hamowania)

9. Max Planck 1858-1947 1889 odkrył stałą fizyczną następnie nazwaną jego nazwiskiem http://pl.wikipedia.org/wiki/Max_Planck Temat: Efekt fotoelektryczny - foton. • Planck przyjął, że światło emitowane jest w postaci porcji energii - kwantów energii, nazwanych fotonami.

10. ε WAŻNE !!! • Wartość kwantu energii εzależy od częstotliwości promieniowania i jest równa: gdzie h to stała Plancka

11. WAŻNE !!! • Charakterystyka fotonu: • nie posiada masy spoczynkowej, czyli istnieje gdy się porusza, • w próżni ma stałą prędkośćc = 300000km/s , w ośrodku prędkość fotonu zależy od współczynnika załamania, • gdy przechodzi przez ośrodek częstotliwość nie zmienia się, zmienia się długość fali z nim stowarzyszonej.

12. Albert Einstein 1879-1955 Nagroda Nobla 1921 za interpretację zjawiska fotoelektrycznego http://pl.wikipedia.org/wiki/Albert_Einstein • Einstein zinterpretował zjawisko fotoelektryczne jako zderzenie dwóch cząstek: fotonu i elektronu.

13. Co zapisujemy symbolicznie: ε= W+ Ek • Energia fotonu εjest spożytkowana na: - wybicie elektronu z sieci krystalicznej metalu, pracę wyjścia W, - nadanie prędkości, dostarczenie energii kinetycznej Ek .

14. Robert Millikan 1868-1953 Nagroda Nobla 1923 za wyznaczenie ładunku elementarnego i prace nad zjawiska fotoelektrycznego http://pl.wikipedia.org/wiki/Robert_Millikan ε= W+ Ek • Wzór Millikana-Einsteina powstaje po podstawieniu energii kwantu i energii kinetycznej do wzoru:

15. otrzymujemy inną postać wzoru Millikana-Einsteina: • Pamiętając, że praca wyjścia oraz energia kinetyczna

16. Zad. 1 • Obliczyć graniczną częstotliwość fali νgr zjawiska fotoelektrycznego dla srebra, dla którego praca wyjścia W = 4,7 eV.

17. Zad. 2 • Obliczyć pracę wyjścia W elektronów wybijanych z powierzchni cezu, dla których graniczna długość fali zjawiska fotoelektrycznego wynosi λg = 660 nm. Wynik podać w dżulach i elektronowoltach.

18. Joseph Thomson 1856-1940 Nagroda Nobla 1906 za prace nad przewodnictwem prądu elektrycznego w gazach http://pl.wikipedia.org/wiki/Joseph_John_Thomson Temat:Atom wodoru. • Model atomu według Thomsona • 1898 odkrycie elektronu

19. model ciastka z rodzynkami

20. ekran cząstki α źródło promieniowania folia złota Ernst Rutherford 1871-1936 http://pl.wikipedia.org/wiki/Ernest_Rutherford • Doświadczenie Rutherforda

21. Przewidywania teoretyczne (cząstki alfa przelatują przez folię): • istnieją jedynie niewielkie odchylenia od pierwotnego ruchu cząstek. • Interpretacja doświadczenia (cząstki napotykając folię są odchylane pod różnymi kątami a nawet zawracane): • ładunek dodatni jest skupiony w małym jądrze atomowym, • elektrony krążą w dużej odległości od jądra.

22. wodór niewidoczne prążki fioletowe hel neon pary rtęci • Widma atomowe różnych gazów.

23. 7 6 n = 3 4 5 658nm 486nm 434nm 410nm 397nm Johann Jakob Balmer 1825-1898 http://pl.wikipedia.org/wiki/Johann_Jakob_Balmer • Wzór Balmera opisujący widmo wodoru: gdzie jest stałą Rydberga.

24. WAŻNE !!! 1. Elektron w atomie wodoru porusza się po kołowej orbicie dookoła jądra pod wpływem siły coulombowskiej i zgodnie z prawami Newtona. 2. Elektron może poruszać się po takiej orbicie dla której moment pędu jest równy wielokrotności stałej Plancka. • Model atomu wodoru wg Bohra. Postulaty Bohra:

25. Niels Bohr 1885-1962 http://pl.wikipedia.org/wiki/Niels_Bohr WAŻNE !!! 3. Elektron poruszający się po orbicie stacjonarnej nie wypromieniowuje energii elektromagnetycznej. 4. Atom przechodząc ze stanu En do stanu Ek wypromieniowuje kwant energii

26. Stan wzbudzony elektronu - stan, w którym energia elektronu jest wyższa, znajduje się on na wyższej orbicie. • Stan podstawowy elektronu - stan, w którym energia elektronu jest najniższa.

27. E [eV] n 4 -0,85 3 -1,51 seria Paschena 2 -3,4 seria Balmera seria Lymana 1 -13,6 • Energie elektronu na kolejnych orbitach oraz serie widmowe.

28. Zad. 1 Oblicz energię kwantu pochłanianego przez elektron przeskakujący z orbity pierwszej na trzecią. Wyraź ją w elektronowoltach i dżulach.

29. Zad. 2 Oblicz energię kwantu emitowanego przy przejściu elektronu z orbity trzeciej na drugą i wyraź ją w dżulach. Podaj częstotliwość oraz długość fali emitowanej podczas tego przejścia elektronu. Jeśli to możliwe podaj barwę światła.

30. WAŻNE !!! Bartosz Jabłonecki F i Z Y k A www.fizyka.iss.com.pl