Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання - презентация, доклад, проект скачать

Нажмите для полного просмотра!

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №1

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №2

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №3

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №4

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №5

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №6

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №7

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №8

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №9

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №10

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №11

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №12

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №13

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №14

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №15

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №16

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №17

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №18

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №19

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №20

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №21

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №22

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №23

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №24

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №25

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №26

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №27

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №28

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №29

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №30

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №31

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №32

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №33

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №34

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №35

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №36

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №37

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №38

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №39

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №40

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №41

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №42

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №43

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №44

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №45

Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання, слайд №46

Содержание ▲

Вы можете ознакомиться и скачать презентацию на тему Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання. Доклад-сообщение содержит 46 слайдов. Презентации для любого класса можно скачать бесплатно. Если материал и наш сайт презентаций Mypresentation Вам понравились – поделитесь им с друзьями с помощью социальных кнопок и добавьте в закладки в своем браузере.

Слайды и текст этой презентации

Слайд 1

Описание слайда:

Л.13. Квантавыя ўласцівасці выпраменьвання Змест: Карпускулярна-хвалевы дуалізм Квантавая тэорыя святла Вонкавы фотаэфект Унутраны фотаэфект Прымяненне фотаэфекту Ціск святла Хімічнае і біялагічнае дзеянне святла

Слайд 2

Описание слайда:

Карпускулярна-хвалевы дуалізм Пытанне аб прыродзе святла ўзнікла ўжо ў старажытнасці. У сваіх трактатах “Оптыка” і “Катоптрыка” грэчаскі філосаф Эўклід (300г. да н.э.) разглядаў святло, як паток прамянёў, якія ідуць з вока і як бы абмацваюць прадмет, які разглядаецца. Супрацьлеглы погляд на святло як маленькія злепкі (“прывіды”), якія выпускаюць целы, што свецяцца, выказаў у сваёй паэме “Аб прыродзе рэчыва” Лукрэцый.

Слайд 3

Описание слайда:

У XVII ст. французскі філосаф Дэкарт зрабіў першую спробу растлумачыць закон праламлення святла на аснове карпускулярнай тэорыі святла. Гэта ідэя прывяла Ньютана да стварэння тэорыі выцякання, згодна якой святло складаецца з маленькіх светлавых часціц – карпускул, якія выпраменьваюцца целам і ляцяць з вялікай скорасцю.

Слайд 4

Описание слайда:

Аднасова з карпускулярнай канцэпцыяй Дэкарта – Ньютана ўзнікла і развівалася хвалевая тэорыя Гука – Гюйгенса, згодна якой святло – гэта працэс распаўсюджвання падоўжаных дэфармацый у матэрыяльным асяроддзі, які пранізвае ўсе целы. Такім чынам, у канцы XVII ст. узніклі і існавалі незалежна адна ад адной дзве тэорыі на прыроду святла – карпускулярная і хвалевая.

Слайд 5

Описание слайда:

Хвалевая тэорыя ўдасканальваецца Маквелам і ствараецца электрамагнітная тэорыя (1865г), якая дазволіла растлумачыць шэраг аптычных з’яў (інтэрферэнцыю, дыфракцыю, палярызацыю) і атрымаць іх колькасныя заканамернасці. Але да канца XIX ст. накапілася шэраг эксперыментальных фактаў, якія хвалевая тэорыя святла растлумачыць не магла (спектр абсалютна чорнага цела, фотаэфект і інш.).

Слайд 6

Описание слайда:

У пачатку ХХ ст. М.Планк раскрывае прыроду цеплавога выпраменьвання на аснове ўяўленняў, што выпраменьванне выпускаецца і паглынаецца целамі не непарыўна, а асобнымі порцыямі. Затым А.Эйнштэйн на аснове тэорыі Планка растлумачвае з’яву вонкавага фотаэфекту.

Слайд 7

Описание слайда:

Такім чынам, працы Максвела, Планка і Эйнштэйна прывялі да сучасных уяўленняў аб дваістасці прыроды святла ці карпускулярна-хвалевым дуалізме. Згодна карпускулярна-хвалевага дуалізму ў адных выпадках святло разглядаецца як хваля, у другіх – як паток карпускул. Сутнасць адных аптычных з’яў тлумачыцца электрамагітнай тэорыяй, другіх – квантавай.

Слайд 8

Описание слайда:

Квантавая тэорыя святла 14 снежня 1900г. М.Планк выступае з дакладам у Берлінскім фізічным таварыстве і прапаноўвае сваю “рабочую гіпотэзу” – целы выпраменьваюць энергію асобнымі порцыямі - дыскрэтна. У сучасны момант гэтыя асобныя порцыі называюць квантамі святла ці фатонамі.

Слайд 9

Описание слайда:

Так пачала нараджацца новая, квантавая фізіка, эксперыментальныя карані якой знаходзяцца ў XIX ст. ( адкрыццё рэнтгенаўскіх і катодных прамянёў, радыеактыўнасці, цеплавога выпраменьвання, атамных спектраў, фотаэфекту, ціску святла і інш.). Згодна тэорыі Планка энергія кванта выпраменьвання звязана з частатой , дзе h = 6,62.10-34Дж·с – пастаянная Планка.

Слайд 10

Описание слайда:

У механіцы ёсць велічыня, якая мае размернасць “энергія · час” (d = E·t). Гэта велічыня называецца дзеяннем. Таму пастаянную Планка называюць квантам дзеяння. Згодна тэорыі адноснасці  = mc2, адкуль маса кванта (фатона) m = /c2 = h/c2. Імпульс фатона роўны p = /c = h/c.

Слайд 11

Описание слайда:

Такім чынам, гэтыя формулы даюць сувязь паміж характарыстыкамі карпускул (часціц) масай m і імпульсам p і характарыстыкай хвалі частатой ν, што ўказвае на дваістасць прыроды выпраменьвання – карпускулярна-хвалевы дуалізм.

Слайд 12

Описание слайда:

Вонкавы фотаэфект Фотаэфект – гэта з’ява вызвалення (поўнае ці частковае) электронаў ад сувязей з атамамі і малекуламі рэчыва пад уздзеяннем выпраменьвання (інфрачырвонага, бачнага, ультрафіялетавага). Калі электроны выходзяць за межы рэчыва, якое апраменьваецца, (поўнае вызваленне), то фотаэфект называецца вонкавым (адкрыты ў 1887г. Г.Герцам і падрабязна даследаваны ў 1888г. А.Г.Сталетавым).

Слайд 13

Описание слайда:

Вонкавы фотаэфект назіраецца ў металаў. Доследы Ленарда і Томсана паказалі, што часціцы, якія вырываюцца з металу і маюць адмоўны зарад, з’яўляюцца электронамі. Іх называюць фотаэлектронамі, а ток, які яны ўтвараюць, – фотатокам.

Слайд 14

Описание слайда:

Прынцыповая схема ўстаноўкі, з дапамогай якой праводзіліся доследы па вонкаваму фотаэфекту паказана на рысунку. Вакуумны сасуд з кварцавым акенцам змяшчае катод К і анод А. Напружанне паміж катодам і анодам змяняецца з дапамогай патэнцыяметра П.

Слайд 15

Описание слайда:

Пры асвятленні катода К светлавым патокам Ф з яго вырываюцца фотаэлектроны, якія пад уздзеяннем электрычнага поля паміж катодам і анодам рухаюцца да анода і ўтвараюць электрычны ток (фотаток). Напружанне вымяраецца вальтметрам V, ток – гальванометрам Г.

Слайд 16

Описание слайда:

Эксперыментальныя даследаванні прывялі да адкрыцця асноўных законаў вонкавага фотаэфекту: 1. Фотаток насычэння ( максімальны лік электронаў, якія вырываюцца ў адзінку часу) прама прапарцыйны светлавому патоку I = kФ. 2. Максімальная скорасць фотаэлектронаў павялічваецца з павелічэннем частаты выпраменьвання, што падае на паверхню металу, і не залежыць ад яго інтэнсіўнасці max ~ .

Слайд 17

Описание слайда:

3. Для кожнага рэчыва, з якога вырываюцца фотаэлектроны, існуе мінімальная частата, з якой пачынаецца фотаэфект  = min. Гэту частату называюць чырвонай мяжой фотаэфекту. Законы вонкавага фотаэфекту атрымліваюць дакладнае тлумачэнне на аснове квантавай тэорыі выпраменьвання.

Слайд 18

Описание слайда:

Згодна гэтай тэорыі, велічыня светлавога патоку Ф вызначаецца лікам квантаў (фатонаў). Кожны фатон можа ўзаемадзейнічаць толькі з адным электронам. Таму максімальны лік фотаэлектронаў павінен быць прапарцыйны светлавому патоку (першы закон).

Слайд 19

Описание слайда:

Энергія фатона h, якая паглынаецца электронам, траціцца ім на здзяйсненне работы выхаду А з металу і набыццё кінетычнай энергіі m2/2. Згодна закону захавання энергіі гэты працэс адлюстроўваецца роўнасцю , якая называецца раўнаннем Эйнштэйна.

Слайд 20

Описание слайда:

Унутраны фотаэфект У тым выпадку, калі электроны губляюць сувязь з атамамі і малекуламі толькі часткова і застаюцца ўнутры апрамененага рэчыва ў якасці “свабодных электронаў” фотаэфект называецца ўнутраным фотаэфектам. Пры гэтым электраправоднасць апрамененага рэчыва павялічваецца. Унутраны фотаэфект назіраецца ў паўправаднікоў і, у меншай меры, у дыэлектрыкаў. Быў адкрыты ў 1873г. амерыканскім фізікам У. Смітам.

Слайд 21

Описание слайда:

Структура паўправадніка ўключае тры зоны: валентную (ВЗ), забароненую (ЗЗ) і свабодную (СЗ). Валентная зона паўправадніка поўнасцю запоўнена электронамі. На кожным энергетычным узроўні знаходзіцца па два электрона з супрацьлеглымі спінамі.

Слайд 22

Описание слайда:

У забароненай зоне электроны знаходзіцца не могуць. Яе шырыня Е вызначаецца ў адзінках энергіі, як правіла, у электрон-вольтах (эВ). Для паўправаднікоў Е  2эВ.

Слайд 23

Описание слайда:

Каб паўправаднік праводзіў электрычны ток трэба электроны з валентнай зоны (ВЗ) перавесці ў свабодную зону (СЗ) праз забароненую (ЗЗ). У гэтым выпадку свабодная зона становіцца зонай праводнасці. Для гэтага фатон, які ўзаемадзейнічае з валентным электронам, павінен валодаць энергіяй, якая задавальняе ўмове

Слайд 24

Описание слайда:

Прымяненне фотаэфекту На фотаэфекте заснавана дзеянне прыёмнікаў выпраменьвання – фотаэлементаў, якія ператвараюць светлавы сігнал у электрычны. З’ява вонкавага фотаэфекту ляжыць у аснове работы вакуумных і газанапоўненых фотаэлементаў.

Слайд 25

Описание слайда:

Вакуумныя фотаэлементы вырабляюцца ў выглядзе шклянога балона, амаль палова ўнутранай паверхні якога пакрыта слоем адчувальнага да святла рэчывам. Гэты слой з’яўляецца фотакатодам К. У цэнтры балона знаходзіцца анод А. На катод і анод падаецца напружанне, фотаэлектроны рухаюцца да аноду – утвараецца фотаток.

Слайд 26

Описание слайда:

Большасць фотаэлементаў маюць сурмяна-цэзіявыя ці кіслародна-цэзіявыя катоды, якія валодаюць вялікай фотаадчувальнасцю. Сурмяна-цэзіявыя адчувальны да бачнага і ўльтрафіялетавага выпраменьвання (~ 50 – 150 мкА/лм); кіслародна-цэзіявыя – да іфрачырвонага (~ 20 – 80 мкА/лм).

Слайд 27

Описание слайда:

Для павелічэння адчувальнасці балон фотаэлемента запаўняюць інертным газам, неонам ці аргонам пры ціску ~ 0,01 мм.рт.сл. Павелічэнне фотатоку адбываецца за кошт іанізацыі газу. Фотаадчувальнасць газанапоўненых фотаэлементаў ~ 1000 мкА/лм.

Слайд 28

Описание слайда:

Фотаэлементы, якія працуюць на аснове ўнутранага фотаэфекту, называюцца паўправадніковымі фотаэлементамі ці фотасупраціўленнямі. Для іх вырабу выкарыстоўваецца селен (Se), серністы свінец (PbS), cерністы кадмій (CdS), свінец-селен (PbSe), індый-сурма (InSb).

Слайд 29

Описание слайда:

На ўнутраным фотаэфекце працуе таксама фотаэлемент з замыкальным слоем ці вентыльны фотаэлемент. У зоне кантакту метал (М) – паўправаднік (П) утвараецца замыкальны слой (С), які валодае аднабаковай (вентыльнай) праводнасцю: прапускае электроны ў напрамку ад паўправадніка да металу. Пры асвятленні святлом паміж электродамі ўзнікае рознасць патэнцыялаў ~ 0,1В.

Слайд 30

Описание слайда:

Такім чынам, вентыльны фотаэлемент уяўляе сабой генератар току, ён непасрэдна пераўтварае светлавую энергію ў электрычную. У якасці паўправаднікоў у вентыльным фотаэлеменце выкарыстоўваюць германій, крэмній, селен, закісь медзі, серністы талій, серністае серабро і інш. Фотаадчувальнасць вентыльных фотаэлементаў складае ~ (2 – 30).103мкА/лм, іх магутнасць ~ 500мкВт/лм, каэфіцыент карыснага дзеяння ККД ~ (10-15)%.

Слайд 31

Описание слайда:

Для ўзмацнення фотатоку выкарыстоўваюць з’яву другаснай электроннай эмісіі, якая ляжыць у аснове работы фотаэлектроннага памнажальніка (ФЭП). ФЭП уяўляе сабой вакуумны фотаэлемент з шэрагам прамежкавых электродаў (дзінодаў) D1, D2,…Dn (іх бывае да 10-15). Ток у ланцугу нагрузкі перавышае фотаток у (105-108) раз. Адчувальнасць ФЭП дасягае 103А/лм.

Слайд 32

Описание слайда:

Прымяненне фотаэлементаў: 1. Для ўзнаўлення гуку ў кіно, атрымання відарыса ў тэлебачанні. 2. У аўтаматычных і тэлемеханічных сістэмах (фотаэлемент – рэле): падлік дэталяў на канвейеры і кантроль іх памераў; ахоўная сігналізацыя; аўтаматыка дзвярэй, турнікетаў, кавальскіх молатаў; уключэнне і выключэнне вулічнага асвятлення, марскіх маякоў і інш. 3. У ваеннай тэхніцы: прыборы начнога бачання, цеплавізары, лазерныя прыцэлы, саманаводныя снарады і ракеты, сістэмы супрацьпаветранай абароны і г.д.

Слайд 33

Описание слайда:

4. У якасці фотаметрычных прыбораў: фатометры, люксметры, экспанометры, якія выкарыстоўваюцца для вымярэння светлавога патоку і асветленасці. 5. ФЭП для фіксацыі вельмі малых светлавых патокаў і асобных успышак у спектраметрыі; падліку сцынтыляцый у ядзернай фізіцы; назірання біялюмінесцэнцыі. 6. У сонечных батарэях (сукупнасць вентыльных фотаэлементаў) – пераўтварэнне сонечнай энергіі ў электрычную.

Слайд 34

Описание слайда:

Ціск святла Паколькі фатоны валодаюць імпульсам (mc), то светлавы паток павінен утвараць ціск на паверхню, на якую ён падае. Пры ўзаемадзеянні патоку фатонаў з паверхняй адбываецца перадача імпульсу фатонаў гэтай паверхні, што прыводзіць да ўзнікнення імпульсу сілы (Ft) і стварэння ціску (р = F/S).

Слайд 35

Описание слайда:

Згодна квантавай тэорыі святла і законаў механікі ціск святла вызначаецца роўнасцю , дзе Ф – светлавы паток, S – плошча паверхні, с – скорасць святла ў вакууме,  - каэфіцыент адбіцця.

Слайд 36

Описание слайда:

Эксперыментальна светлавы ціск упершыню выявіў і вызначыў у 1900г. П.М.Лебедзеў. Для гэтага быў выкарыстаны лёгкі падвес у выглядзе карамысла на вельмі тонкай і пругкай нітцы, да якога былі прымацаваны лёгкія крылцы ў выглядзе дыскаў таўшчынёй ад 0,01 да 0,1мм.

Слайд 37

Описание слайда:

Ціск вызначаўся па вуглу закручвання ніткі. р ~ 5мкПа.

Слайд 38

Описание слайда:

Светлавы ціск адыгрывае важную ролю ў цэлым шэрагу фізічных з’яў. Ціск святла разам з ціскам газу забяспечвае стабільнасць зорак. Пры гэтым сіла ціску кампенсуе іх гравітацыйнае сцісканне. Ціск аказвае ўплыў на дынаміку калязоркавага і міжзоркавага газу. Формы каметных хвастоў вызначаюцца ціскам святла (пашыраюцца пры набліжэнні да Сонца і накіраваны ў супрацьлеглы ад яго бок).

Слайд 39

Описание слайда:

Хімічнае і біялагічнае дзеянне святла Рэакцыі, якія адбываюцца пад уздзеяннем святла, называюцца фотахімічнымі. Пры дзеянні святла атамы і малекулы рэчыва пераходзяць у ўзбуджаны стан і становяцца хімічна актыўнымі. Гэты працэс называецца актывацыяй і працякае па наступнай схеме: , дзе А – малекула (атам) у асноўным стане, h - энергія фатона, А*- актывіраваная малекула (атам).

Слайд 40

Описание слайда:

Для фотахімічнага пераўтварэння адной малекулы патрабуецца вызначаная энергія актывацыі ЕА. Гэта азначае, што паглынуты фатон можа актывізаваць малекулы пры ўмове, калі h  ЕА . Частата 0 = ЕА/ h называецца парогавай частатой, яна характэрна для кожнай фотахімічнай рэакцыі.

Слайд 41

Описание слайда:

Эфектыўнасць фотахімічных рэакцый вызначаецца квантавым выхадам - стасункам ліку малекул (Nм), якія ўступілі ў рэакцыю, да ліку паглынутых фатонаў (Nф) Першасныя фотахімічныя пераўтварэнні падпарадкоўваюцца наступным заканамернасцям: Маса рэчыва, якое ўдзельнічае ў фотахімічнай рэакцыі, прапарцыйна энергіі паглынутага монахраматычнага выпраменьвання (закон Бунзена – Роско): m = kФt .

Слайд 42

Описание слайда:

2. Адзін паглынуты квант вызывае пераўтварэнне толькі адной малекулы (судачынне Эйнштэйна). Пад уздзеяннем святла адбываецца фотахімічная рэакцыя дысацыацыі, якая ляжыць у аснове фатаграфіі,

Слайд 43

Описание слайда:

Фотахімічныя рэакцыі маюць вялікае значэнне для ўзнікнення зрокавых адчуванняў. Пад уздзеяннем святла адбываецца актывацыя палачак (~120млн.) – сумярэчны зрок і колбачак (~ 6млн.) – дзённы зрок і адрозненне колераў. Пад уздзеяннем святла адбываецца лінянне фарбаў і г.д.

Слайд 44

Описание слайда:

Святло іграе вялікую ролю ў жывой прыродзе. Пад яго ўздзеяннем адбываецца галоўны працэс у жыцці зялёных раслін – фотасінтэз. Пры гэтым святло паглынаецца пігментам зялёных раслін – хлорафілам. Актывіраваныя святлом малекулы хлорафіла ўдзельнічаюць у працэсе міжмалекулярнага пераносу электронаў. Квантавы выхад фотасінтэзу ў сучасны момант лічаць роўным  = 1/8.

Слайд 45

Описание слайда:

Галоўнай крыніцай біямасы і атмасфернага кіслароду на Зямлі з’яўляюцца расліны. Яны выкарыстоўваюць каля 2% сонечнай энергіі, што падае на іх. У сярэднім кожны 1дм2 паверхні зялёнага лісця засвайвае з атмасферы 1мг вуглякіслага газу ў гадзіну. Прадукцыя фотасінтэзу на ўсім зямным шары складае 4.1010 т звязанага вугляроду ў год. Інфрачырвонае выпраменьванне (ІЧ) пранікае ў цела на глыбіню да 2см і прыводзіць да яго награвання.

Слайд 46

Описание слайда:

Пад уздзеяннем ультрафіялетавага выпраменьвання (УФ) Сонца ў скуры сінтэзіруецца неабходны для для нармальнага жыцця арганізму вітамін D. УФ-прамяні пранікаюць скрозь скуру чалавека на глыбіню да 0,5мм, што прыводзіць да загартоўкі і ўмацавання арганізму. Але перадазіроўка УФ апраменьвання можа прывесці да пашкоджання макрамалекул, з’яўлення мутацый. Пігмент (загар), які ўтвараецца пад скурай, абараняе арганізм ад лішняга ўздзеяння УФ-прамянёў. Штучная крыніца УФ – кварцавая лямпа.