SlideShare a Scribd company logo
1 of 27
Download to read offline
Efectul fotoelectric
Heinrich Hertz, în 1887, a constatat că descărcarea
electrică dintre două sfere se produce mai uşor dacă
are loc în prezenţa luminii ultraviolete.
Wilhelm Hallwachs, în 1888 constată că placa de zinc pusă
la un electroscop şi supusă acţiunii radiaţiilor ultraviolete:

 Zn        UV




                                           ►se descarcă dacă iniţial
                                           era încărcată negativ

                                                                  +
                                                                  +
Electroscop                                                       +

►se încarcă pozitiv dacă iniţial
era neutră
+                           +
                                       +                           +
►rămâne încăcată pozitiv, dacă         +                           +
iniţial era încărcată pozitiv, dar
foiţa electroscopului deviază mai
mult




 Din acest experiment Hallwachs a tras concluzia că sub acţiunea
 radiaţiilor ultraviolete placa de zinc emite particule încărcate negativ
 numite electroni



                                        http://www.youtube.com/watch?v=WO38
Emisia electronilor de către un corp aflat sub acţiunea radiaţiilor
     electromagnetice se numeşte efect fotoelectric extern




                                          http://phet.colorado.edu/en
                                          /simulation/photoelectric
http://www.lpscience.fatcow.com/mgagnon/Photoelectric_Effect/photoelectrice
Efectul fotoelectric a fost studiat experimental de Phillip
Lenard, iar în 1905 primeşte premiul Nobel pentru descoperirea
legilor efectului fotoelectric.
Dispozitivul experimental




 Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
Schema electrică
                                         arc electric


                                     filtru

tub de sticlă



           C        e-               A                  A
                                 V
                         R




                -            +
Caracteristica curent-
Menţinând constante frecvenţa şi fluxul radiaţiilor, intensitatea curentului
                   tensiune
variază cu tensiunea electrică aplicată între electrozi
                                  ►dacă tensiunea între electrozi este zero,
                                  curentul fotoelectric este diferit de zero
                                    I = I0 , deoarece cei mai rapizi electroni
            I
                                  ajung la anod
                                  ►dacă între electrozi se aplică o tensiune
                                  legând borna pozitivă a bateriei la anod şi
                                  borna negativă la catod, intensitatea
           I0                     curentului creşte odată cu tensiunea. Când
                        IS        toţi electronii emişi ajung la anod se obţine
                                  curentul de saturaţie IS
                                  ►dacă între electrozi se aplică o tensiune
                            U     legând borna pozitivă a bateriei la catod
 US          0                    şi borna negativă la anod, intensitatea
                                  curentului scade odată cu tensiunea şi
       EC , max = eU S            devine zero pentru tensiunea de stopare US
Legile efectului
                  fotoelectric pe rând,fascicule
                      Se trimite pe catod,
     I
                              III   de radiaţii de aceeaşi frecvenţă şi
                       IS 3         fluxuri Φ1, Φ2, Φ3 , apoi se construieşte
                                    caracteristica curent - tensiune
                               II
                IS 2                Prima lege a efectului fotoelectric:
                                I
         IS 1                    Intensitatea curentului fotoelectric de
                               U saturaţie este direct proporţională cu
                                 fluxul radiaţiilor electromagnetice
US                               incidente, când frecvenţa este constantă
     Φ3 > Φ2 > Φ1
I
                                                               violet
                                                                            ν3
Se modifică frecvenţa radiaţiilor incidente                    galben
schimbând filtrul , se măsoară pentru                                       ν2
fiecare frecvenţă, tensiunea de stopare                         roşu
US şi se calculează energia cinetică                                        ν1
maximă pentru orice valoare a fluxului
                                                                             U
incident
                                     US 3 US 2 US 1


A doua lege a efectului fotoelectric:                 ECmax


Energia cinetică maximă a fotoelectronilor
emişi creşte liniar cu frecvenţa radiaţiilor şi
nu depinde de fluxul acestora
                                                                        ν
                                                          ν0
Se repetă experimentul pentru catozi din materiale diferite
         ECmax
                  K             Na      Zn   W




                                             ν
           ν 01   ν 02   ν 03        ν 04
A treia lege a efectului fotoelectric:

 Efectul fotoelectric extern se poate produce numai dacă frecvenţa
 radiaţiei incidente este mai mare sau cel puţin egală cu o valoare
 specifică fiecărei substanţe, numită frecvenţă de prag
A patra lege a efectului fotoelectric:
 Efectul fotoelectric extern se produce practic instantaneu
Efectul fotoelectric a fost explicat de
                                     Einstein în 1905, cu ajutorul teoriei
                                     cuantelor.
                                                Energia unei cuante:

                                                        E = hν
                                   h = 6,625 · 10 -34 Js, constanta lui Planck
                             ν - frecvenţa radiaţiei
Einstein primeşte premiul Nobel pentru fizică în 1921, pentru explicarea
efectului fotoelectric.




              Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
Mărimi caracteristice
                 fotonului matematică
Mărimea caracteristică Formula

    Energia                E = hν

  Masa de repaus          m0 = 0
                            hν
  Masa de mişcare         m= 2
                            c
     Viteza             v = c = 3 ·108 m/s
                               hν h
    Impulsul              p=      =
                                c   λ
   Sarcina electrică        q=0
Explicarea legilor
Einstein consideră că în efectul fotoelectric un foton incident este absorbit
de un electron din interiorul corpului, căruia îi cedează întreaga sa
energie

 Aplicând legea conservării energiei se obţine:


                                       mv 2
Ecuaţia lui Einstein:         hν = L +
                                        2
  hν - energia fotonului incident
  L – lucrul mecanic de extracţie necesar extragerii electronului din corp

 mv 2 - energia cinetică a fotoelectronului extras
  2
                Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
Legea întâi:
Creşterea fluxului radiaţiilor monocromatice incidente are loc atunci când
creşte numărul fotonilor incidenţi. Mărirea numărului de fotoni conduce la
creşterea numărului de electroni extraşi şi, implicit la creşterea intensităţii
curentului fotoelectric de saturaţie               2
                                                 mv
Legea a doua:        Din ecuaţia lui Einstein:      = hν − L
                                                  2
adică energia cinetică a electronilor extraşi variază liniar cu frecvenţa
radiaţiilor incidente
Legea a treia:
Dacă frecvenţa radiaţiilor incidente scade atunci scade energia fotonilor
incidenţi, micşorându-se şi energia cinetică a fotoelectronilor emişi
Pentru o frecvenţă ν 0 (frecvenţă de prag) energia cinetică fotoelectronilor
este nulă, iar lucrul mecanic de extracţie este: L = hν 0
Pentru frecvenţa ν < ν 0 efectul fotoelectric nu mai este posibil
 Legea a patra:
Interacţiunea dintre un foton şi un electron producându-se într-un interval
de timp neglijabil 10-9 s, efectul fotoelectric se produce aproape instantaneu
Aplicaţiile efectului
    fotoelectric


Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
Celula fotoelectrică
 Părţi componente                  catod   anod


        anod           filtru
catod
        circular




                                 tub de
                                 sticlă


             tub de   sursă de
             sticlă   lumină
Aplicaţiile celulei
Bariere optice     fotoelectrice
Dispozitive de protecţie
optoelectrice pentru
monitorizarea accesului
în zone periculoase
Senzori de lumină pentru deschiderea şi închiderea automată a
                     uşilor şi copertinei
Senzori de lumină pentru deschiderea şi închiderea automată a
                           luminii
Senzori de lumină pentru recunoaşterea obiectelor
Fotomultiplicatorul




      Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
Părţi componente
              electrod de         multiplicarea
 fotocatod    focalizare          electronilor




lumina    traiectoria      dinode            anod
incidentă fotoelectronilor
                            http://www.youtube.com/watch?v=-fH2zPiilsw
             Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
Schema electrică

                   anod
  fotocatod
                                                        dinode                 anod
                                    fotocatod

foton


fereastră                        fereastră
                                 electrod de
  fotoelectroni                  focalizare
                  dinode                    divizor de
                                                              baterie
                                            tensiune
                  Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
Detector de scintilaţii cu
  cristal
  scintilator  fotomultiplicator
                                   e-




   foton γ
                     Scintilaţia (foton din   fotomultiplicator
                      domeniul vizibil)
Fotomultiplicatorul detectează radiaţii de intensitate foarte mică

                      http://www.youtube.com/watch?v=v5h3h2E4z2Q

                       www.youtube.com/watch?v=0qKrOF-gJZ4
Bibliografie
D. Ciobotaru, T. Angelescu s.a – Manual de fizică , clasa a XII-
a, Editura Didactică şi pedagogică
Gabriela Cone – Manual de fizică , clasa a XII-a, Editura E+
w.w.w.google ro/ images
http://phet.colorado.edu/en/simulation/photoelectric
http://www.youtube.com/watch?v=WO38qVDGgqw
http://www.lpscience.fatcow.com/mgagnon/Photoelectric_
Effect/photoelectriceffect1.htm
http://www.youtube.com/watch?v=v5h3h2E4z2Q
www.youtube.com/watch?v=0qKrOF-gJZ4
http://wwwens.uqac.ca/chimie/Physique_atom/Chap_htm/CHA
P_4.html

More Related Content

What's hot

Modele atomice
Modele atomiceModele atomice
Modele atomiceLau Laura
 
Legaturi chimice
Legaturi chimiceLegaturi chimice
Legaturi chimiceelisanca
 
Interactiunea corpurilor
Interactiunea corpurilorInteractiunea corpurilor
Interactiunea corpurilorFocsaLiliana1
 
8 b -- inductia electromagnetica
8 b  -- inductia electromagnetica 8 b  -- inductia electromagnetica
8 b -- inductia electromagnetica proiectfizica
 
Electrizarea corpurilor. Sarcina electrică
Electrizarea corpurilor. Sarcina electricăElectrizarea corpurilor. Sarcina electrică
Electrizarea corpurilor. Sarcina electricăAlianta INFONET
 
Aplicatii Ale Laserelor
Aplicatii Ale LaserelorAplicatii Ale Laserelor
Aplicatii Ale LaserelorCorina Chirila
 
Constructia de imagini in lentile
Constructia de imagini in lentileConstructia de imagini in lentile
Constructia de imagini in lentileMirela Stefan
 
Forta de greutate. Pondera (Greutatea) corpurilor
 Forta de greutate. Pondera (Greutatea) corpurilor Forta de greutate. Pondera (Greutatea) corpurilor
Forta de greutate. Pondera (Greutatea) corpurilorAlianta INFONET
 
Circuitul oscilant
Circuitul oscilantCircuitul oscilant
Circuitul oscilantssuser6ea37d
 
Modele atomice
Modele atomiceModele atomice
Modele atomiceLau Laura
 
Cercul Trigonometric
Cercul TrigonometricCercul Trigonometric
Cercul TrigonometricSergiu Trifu
 

What's hot (20)

Catastrofa de la cernobîl
Catastrofa de la cernobîlCatastrofa de la cernobîl
Catastrofa de la cernobîl
 
Modele atomice
Modele atomiceModele atomice
Modele atomice
 
Legaturi chimice
Legaturi chimiceLegaturi chimice
Legaturi chimice
 
Interactiunea corpurilor
Interactiunea corpurilorInteractiunea corpurilor
Interactiunea corpurilor
 
8 b -- inductia electromagnetica
8 b  -- inductia electromagnetica 8 b  -- inductia electromagnetica
8 b -- inductia electromagnetica
 
Electrizarea corpurilor. Sarcina electrică
Electrizarea corpurilor. Sarcina electricăElectrizarea corpurilor. Sarcina electrică
Electrizarea corpurilor. Sarcina electrică
 
Aplicatii Ale Laserelor
Aplicatii Ale LaserelorAplicatii Ale Laserelor
Aplicatii Ale Laserelor
 
Constructia de imagini in lentile
Constructia de imagini in lentileConstructia de imagini in lentile
Constructia de imagini in lentile
 
Forta de greutate. Pondera (Greutatea) corpurilor
 Forta de greutate. Pondera (Greutatea) corpurilor Forta de greutate. Pondera (Greutatea) corpurilor
Forta de greutate. Pondera (Greutatea) corpurilor
 
Radiatii X
Radiatii XRadiatii X
Radiatii X
 
1.Baltagul-Eseu.docx
1.Baltagul-Eseu.docx1.Baltagul-Eseu.docx
1.Baltagul-Eseu.docx
 
Electrizarea
ElectrizareaElectrizarea
Electrizarea
 
Circuitul oscilant
Circuitul oscilantCircuitul oscilant
Circuitul oscilant
 
Reactorul nuclear
Reactorul nuclearReactorul nuclear
Reactorul nuclear
 
Modele atomice
Modele atomiceModele atomice
Modele atomice
 
Curentul electric
Curentul electricCurentul electric
Curentul electric
 
Mecanica23 02 2009
Mecanica23 02 2009Mecanica23 02 2009
Mecanica23 02 2009
 
Cercul Trigonometric
Cercul TrigonometricCercul Trigonometric
Cercul Trigonometric
 
Radioactivitatea
Radioactivitatea Radioactivitatea
Radioactivitatea
 
Legaturi chimice
Legaturi chimiceLegaturi chimice
Legaturi chimice
 

Similar to Efectul fotoelectric extern

12. danciu ioana xe-efectul magnetic al curentului electric
12. danciu ioana xe-efectul magnetic al curentului electric12. danciu ioana xe-efectul magnetic al curentului electric
12. danciu ioana xe-efectul magnetic al curentului electricHumeniuc Ramona
 
8-Electricitate.ppt
8-Electricitate.ppt8-Electricitate.ppt
8-Electricitate.pptdavid38489
 
0 unde electromagneticeprelucrata
0 unde electromagneticeprelucrata0 unde electromagneticeprelucrata
0 unde electromagneticeprelucrataAna Maria
 
FOTOREZISTENTA323.pdf
FOTOREZISTENTA323.pdfFOTOREZISTENTA323.pdf
FOTOREZISTENTA323.pdfflorinmatei14
 
Electro-acupunctura Electroacupunctura Electropunctura
Electro-acupunctura Electroacupunctura ElectropuncturaElectro-acupunctura Electroacupunctura Electropunctura
Electro-acupunctura Electroacupunctura Electropuncturatarzan1a
 
Notiuni de electromagnetism
Notiuni de electromagnetismNotiuni de electromagnetism
Notiuni de electromagnetismtudor11111
 
Inducția electromagnetică
Inducția electromagneticăInducția electromagnetică
Inducția electromagneticăLau Laura
 
Masurarea energiei electrice
Masurarea energiei electriceMasurarea energiei electrice
Masurarea energiei electriceneculaitarabuta
 
Fenomene electrice.-campul-electr.
Fenomene electrice.-campul-electr.Fenomene electrice.-campul-electr.
Fenomene electrice.-campul-electr.radubug
 
Electricitate 01[1]
Electricitate 01[1]Electricitate 01[1]
Electricitate 01[1]pserge
 
Fizica-electrocinetica
Fizica-electrocineticaFizica-electrocinetica
Fizica-electrocineticaFlorentinaG
 
Proprietăţile conductoare ale materialelor
Proprietăţile conductoare ale materialelorProprietăţile conductoare ale materialelor
Proprietăţile conductoare ale materialelorneculaitarabuta
 
Inductia electromagnetica
Inductia electromagneticaInductia electromagnetica
Inductia electromagneticaAndrada98
 
407625658 intrebari-lab1-12-fiz-pdf
407625658 intrebari-lab1-12-fiz-pdf407625658 intrebari-lab1-12-fiz-pdf
407625658 intrebari-lab1-12-fiz-pdfCosminCretu4
 
Legea lui coulomb erathosthenes atelier 2016
Legea lui coulomb erathosthenes atelier 2016Legea lui coulomb erathosthenes atelier 2016
Legea lui coulomb erathosthenes atelier 2016VasekKir
 

Similar to Efectul fotoelectric extern (20)

12. danciu ioana xe-efectul magnetic al curentului electric
12. danciu ioana xe-efectul magnetic al curentului electric12. danciu ioana xe-efectul magnetic al curentului electric
12. danciu ioana xe-efectul magnetic al curentului electric
 
Radiația x
Radiația xRadiația x
Radiația x
 
8-Electricitate.ppt
8-Electricitate.ppt8-Electricitate.ppt
8-Electricitate.ppt
 
Detectori de radiatii nucleare2
Detectori de radiatii nucleare2Detectori de radiatii nucleare2
Detectori de radiatii nucleare2
 
0 unde electromagneticeprelucrata
0 unde electromagneticeprelucrata0 unde electromagneticeprelucrata
0 unde electromagneticeprelucrata
 
FOTOREZISTENTA323.pdf
FOTOREZISTENTA323.pdfFOTOREZISTENTA323.pdf
FOTOREZISTENTA323.pdf
 
Electro-acupunctura Electroacupunctura Electropunctura
Electro-acupunctura Electroacupunctura ElectropuncturaElectro-acupunctura Electroacupunctura Electropunctura
Electro-acupunctura Electroacupunctura Electropunctura
 
Notiuni de electromagnetism
Notiuni de electromagnetismNotiuni de electromagnetism
Notiuni de electromagnetism
 
Curentul electric
Curentul electricCurentul electric
Curentul electric
 
Inducția electromagnetică
Inducția electromagneticăInducția electromagnetică
Inducția electromagnetică
 
Curentul electric in diferite medii
Curentul electric in diferite mediiCurentul electric in diferite medii
Curentul electric in diferite medii
 
Masurarea energiei electrice
Masurarea energiei electriceMasurarea energiei electrice
Masurarea energiei electrice
 
Fenomene electrice.-campul-electr.
Fenomene electrice.-campul-electr.Fenomene electrice.-campul-electr.
Fenomene electrice.-campul-electr.
 
Electricitate 01[1]
Electricitate 01[1]Electricitate 01[1]
Electricitate 01[1]
 
Electricitate
ElectricitateElectricitate
Electricitate
 
Fizica-electrocinetica
Fizica-electrocineticaFizica-electrocinetica
Fizica-electrocinetica
 
Proprietăţile conductoare ale materialelor
Proprietăţile conductoare ale materialelorProprietăţile conductoare ale materialelor
Proprietăţile conductoare ale materialelor
 
Inductia electromagnetica
Inductia electromagneticaInductia electromagnetica
Inductia electromagnetica
 
407625658 intrebari-lab1-12-fiz-pdf
407625658 intrebari-lab1-12-fiz-pdf407625658 intrebari-lab1-12-fiz-pdf
407625658 intrebari-lab1-12-fiz-pdf
 
Legea lui coulomb erathosthenes atelier 2016
Legea lui coulomb erathosthenes atelier 2016Legea lui coulomb erathosthenes atelier 2016
Legea lui coulomb erathosthenes atelier 2016
 

More from Colegiul de Industrie Usoara

Raport privind vizita de lucru în România 29.06.17
Raport privind vizita de lucru în România 29.06.17Raport privind vizita de lucru în România 29.06.17
Raport privind vizita de lucru în România 29.06.17Colegiul de Industrie Usoara
 
понятия и концепты о данных и о базах данных
понятия и концепты о данных и о базах данныхпонятия и концепты о данных и о базах данных
понятия и концепты о данных и о базах данныхColegiul de Industrie Usoara
 
72330 ,,Modelarea, proiectarea şi tehnologia confecţiilor din ţesături”
72330 ,,Modelarea, proiectarea şi tehnologia confecţiilor din ţesături”72330 ,,Modelarea, proiectarea şi tehnologia confecţiilor din ţesături”
72330 ,,Modelarea, proiectarea şi tehnologia confecţiilor din ţesături”Colegiul de Industrie Usoara
 

More from Colegiul de Industrie Usoara (20)

Analiza chestionarelor absolventilor grupelor M
Analiza chestionarelor absolventilor grupelor MAnaliza chestionarelor absolventilor grupelor M
Analiza chestionarelor absolventilor grupelor M
 
Analiza chestionarelor absolventilor grupelor F
Analiza chestionarelor absolventilor grupelor FAnaliza chestionarelor absolventilor grupelor F
Analiza chestionarelor absolventilor grupelor F
 
Analiza chestionarelor absolventi MT
Analiza chestionarelor absolventi MTAnaliza chestionarelor absolventi MT
Analiza chestionarelor absolventi MT
 
Darea de seama a catedrei Stiinte reale 2017 2018
Darea de seama a catedrei Stiinte reale 2017 2018Darea de seama a catedrei Stiinte reale 2017 2018
Darea de seama a catedrei Stiinte reale 2017 2018
 
Raport privind vizita de lucru în România 29.06.17
Raport privind vizita de lucru în România 29.06.17Raport privind vizita de lucru în România 29.06.17
Raport privind vizita de lucru în România 29.06.17
 
Raport de autoevaluare. Carauș V. 04.07.2017
Raport de autoevaluare. Carauș V. 04.07.2017Raport de autoevaluare. Carauș V. 04.07.2017
Raport de autoevaluare. Carauș V. 04.07.2017
 
Aspecte teoretice evaluarea externa 13.03.17
Aspecte teoretice evaluarea externa 13.03.17Aspecte teoretice evaluarea externa 13.03.17
Aspecte teoretice evaluarea externa 13.03.17
 
Diseminarea bunelor practice 22.05.17
Diseminarea bunelor practice  22.05.17Diseminarea bunelor practice  22.05.17
Diseminarea bunelor practice 22.05.17
 
Orar profesori 1.09.2017
Orar profesori 1.09.2017Orar profesori 1.09.2017
Orar profesori 1.09.2017
 
понятия и концепты о данных и о базах данных
понятия и концепты о данных и о базах данныхпонятия и концепты о данных и о базах данных
понятия и концепты о данных и о базах данных
 
72330 ,,Modelarea, proiectarea şi tehnologia confecţiilor din ţesături”
72330 ,,Modelarea, proiectarea şi tehnologia confecţiilor din ţesături”72330 ,,Modelarea, proiectarea şi tehnologia confecţiilor din ţesături”
72330 ,,Modelarea, proiectarea şi tehnologia confecţiilor din ţesături”
 
Modelarea și tehnologia tricotajelor
Modelarea și tehnologia tricotajelor Modelarea și tehnologia tricotajelor
Modelarea și tehnologia tricotajelor
 
Masini si aparate
Masini si aparateMasini si aparate
Masini si aparate
 
Frizerie și cosmetică
Frizerie și cosmeticăFrizerie și cosmetică
Frizerie și cosmetică
 
Securitatea
Securitatea Securitatea
Securitatea
 
Filatura si tesatorie
Filatura si tesatorieFilatura si tesatorie
Filatura si tesatorie
 
формы и отчеты
формы и отчетыформы и отчеты
формы и отчеты
 
метод хорд
метод хордметод хорд
метод хорд
 
Metoda coardelor
Metoda coardelorMetoda coardelor
Metoda coardelor
 
Переменный ток
Переменный токПеременный ток
Переменный ток
 

Efectul fotoelectric extern

  • 2. Heinrich Hertz, în 1887, a constatat că descărcarea electrică dintre două sfere se produce mai uşor dacă are loc în prezenţa luminii ultraviolete.
  • 3. Wilhelm Hallwachs, în 1888 constată că placa de zinc pusă la un electroscop şi supusă acţiunii radiaţiilor ultraviolete: Zn UV ►se descarcă dacă iniţial era încărcată negativ + + Electroscop + ►se încarcă pozitiv dacă iniţial era neutră
  • 4. + + + + ►rămâne încăcată pozitiv, dacă + + iniţial era încărcată pozitiv, dar foiţa electroscopului deviază mai mult Din acest experiment Hallwachs a tras concluzia că sub acţiunea radiaţiilor ultraviolete placa de zinc emite particule încărcate negativ numite electroni http://www.youtube.com/watch?v=WO38
  • 5. Emisia electronilor de către un corp aflat sub acţiunea radiaţiilor electromagnetice se numeşte efect fotoelectric extern http://phet.colorado.edu/en /simulation/photoelectric http://www.lpscience.fatcow.com/mgagnon/Photoelectric_Effect/photoelectrice
  • 6. Efectul fotoelectric a fost studiat experimental de Phillip Lenard, iar în 1905 primeşte premiul Nobel pentru descoperirea legilor efectului fotoelectric.
  • 7. Dispozitivul experimental Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
  • 8. Schema electrică arc electric filtru tub de sticlă C e- A A V R - +
  • 9. Caracteristica curent- Menţinând constante frecvenţa şi fluxul radiaţiilor, intensitatea curentului tensiune variază cu tensiunea electrică aplicată între electrozi ►dacă tensiunea între electrozi este zero, curentul fotoelectric este diferit de zero I = I0 , deoarece cei mai rapizi electroni I ajung la anod ►dacă între electrozi se aplică o tensiune legând borna pozitivă a bateriei la anod şi borna negativă la catod, intensitatea I0 curentului creşte odată cu tensiunea. Când IS toţi electronii emişi ajung la anod se obţine curentul de saturaţie IS ►dacă între electrozi se aplică o tensiune U legând borna pozitivă a bateriei la catod US 0 şi borna negativă la anod, intensitatea curentului scade odată cu tensiunea şi EC , max = eU S devine zero pentru tensiunea de stopare US
  • 10. Legile efectului fotoelectric pe rând,fascicule Se trimite pe catod, I III de radiaţii de aceeaşi frecvenţă şi IS 3 fluxuri Φ1, Φ2, Φ3 , apoi se construieşte caracteristica curent - tensiune II IS 2 Prima lege a efectului fotoelectric: I IS 1 Intensitatea curentului fotoelectric de U saturaţie este direct proporţională cu fluxul radiaţiilor electromagnetice US incidente, când frecvenţa este constantă Φ3 > Φ2 > Φ1
  • 11. I violet ν3 Se modifică frecvenţa radiaţiilor incidente galben schimbând filtrul , se măsoară pentru ν2 fiecare frecvenţă, tensiunea de stopare roşu US şi se calculează energia cinetică ν1 maximă pentru orice valoare a fluxului U incident US 3 US 2 US 1 A doua lege a efectului fotoelectric: ECmax Energia cinetică maximă a fotoelectronilor emişi creşte liniar cu frecvenţa radiaţiilor şi nu depinde de fluxul acestora ν ν0
  • 12. Se repetă experimentul pentru catozi din materiale diferite ECmax K Na Zn W ν ν 01 ν 02 ν 03 ν 04 A treia lege a efectului fotoelectric: Efectul fotoelectric extern se poate produce numai dacă frecvenţa radiaţiei incidente este mai mare sau cel puţin egală cu o valoare specifică fiecărei substanţe, numită frecvenţă de prag A patra lege a efectului fotoelectric: Efectul fotoelectric extern se produce practic instantaneu
  • 13. Efectul fotoelectric a fost explicat de Einstein în 1905, cu ajutorul teoriei cuantelor. Energia unei cuante: E = hν h = 6,625 · 10 -34 Js, constanta lui Planck ν - frecvenţa radiaţiei Einstein primeşte premiul Nobel pentru fizică în 1921, pentru explicarea efectului fotoelectric. Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
  • 14. Mărimi caracteristice fotonului matematică Mărimea caracteristică Formula Energia E = hν Masa de repaus m0 = 0 hν Masa de mişcare m= 2 c Viteza v = c = 3 ·108 m/s hν h Impulsul p= = c λ Sarcina electrică q=0
  • 15. Explicarea legilor Einstein consideră că în efectul fotoelectric un foton incident este absorbit de un electron din interiorul corpului, căruia îi cedează întreaga sa energie Aplicând legea conservării energiei se obţine: mv 2 Ecuaţia lui Einstein: hν = L + 2 hν - energia fotonului incident L – lucrul mecanic de extracţie necesar extragerii electronului din corp mv 2 - energia cinetică a fotoelectronului extras 2 Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
  • 16. Legea întâi: Creşterea fluxului radiaţiilor monocromatice incidente are loc atunci când creşte numărul fotonilor incidenţi. Mărirea numărului de fotoni conduce la creşterea numărului de electroni extraşi şi, implicit la creşterea intensităţii curentului fotoelectric de saturaţie 2 mv Legea a doua: Din ecuaţia lui Einstein: = hν − L 2 adică energia cinetică a electronilor extraşi variază liniar cu frecvenţa radiaţiilor incidente Legea a treia: Dacă frecvenţa radiaţiilor incidente scade atunci scade energia fotonilor incidenţi, micşorându-se şi energia cinetică a fotoelectronilor emişi Pentru o frecvenţă ν 0 (frecvenţă de prag) energia cinetică fotoelectronilor este nulă, iar lucrul mecanic de extracţie este: L = hν 0 Pentru frecvenţa ν < ν 0 efectul fotoelectric nu mai este posibil Legea a patra: Interacţiunea dintre un foton şi un electron producându-se într-un interval de timp neglijabil 10-9 s, efectul fotoelectric se produce aproape instantaneu
  • 17. Aplicaţiile efectului fotoelectric Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
  • 18. Celula fotoelectrică Părţi componente catod anod anod filtru catod circular tub de sticlă tub de sursă de sticlă lumină
  • 19. Aplicaţiile celulei Bariere optice fotoelectrice Dispozitive de protecţie optoelectrice pentru monitorizarea accesului în zone periculoase
  • 20. Senzori de lumină pentru deschiderea şi închiderea automată a uşilor şi copertinei
  • 21. Senzori de lumină pentru deschiderea şi închiderea automată a luminii
  • 22. Senzori de lumină pentru recunoaşterea obiectelor
  • 23. Fotomultiplicatorul Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
  • 24. Părţi componente electrod de multiplicarea fotocatod focalizare electronilor lumina traiectoria dinode anod incidentă fotoelectronilor http://www.youtube.com/watch?v=-fH2zPiilsw Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
  • 25. Schema electrică anod fotocatod dinode anod fotocatod foton fereastră fereastră electrod de fotoelectroni focalizare dinode divizor de baterie tensiune Prof. Elena Răducanu, Colegiul Naţional Bănăţean,Timişoara
  • 26. Detector de scintilaţii cu cristal scintilator fotomultiplicator e- foton γ Scintilaţia (foton din fotomultiplicator domeniul vizibil) Fotomultiplicatorul detectează radiaţii de intensitate foarte mică http://www.youtube.com/watch?v=v5h3h2E4z2Q www.youtube.com/watch?v=0qKrOF-gJZ4
  • 27. Bibliografie D. Ciobotaru, T. Angelescu s.a – Manual de fizică , clasa a XII- a, Editura Didactică şi pedagogică Gabriela Cone – Manual de fizică , clasa a XII-a, Editura E+ w.w.w.google ro/ images http://phet.colorado.edu/en/simulation/photoelectric http://www.youtube.com/watch?v=WO38qVDGgqw http://www.lpscience.fatcow.com/mgagnon/Photoelectric_ Effect/photoelectriceffect1.htm http://www.youtube.com/watch?v=v5h3h2E4z2Q www.youtube.com/watch?v=0qKrOF-gJZ4 http://wwwens.uqac.ca/chimie/Physique_atom/Chap_htm/CHA P_4.html