φfizikzauglom

ชั้นประถมศึกษาปีที่ 11 · ฟิสิกส์ควอนตัม

โฟตอนและเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค

พลังงานโฟตอนและโมเมนตัม สมการเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก และขอบเขตสีแดง

30 นาที27 บัตรทฤษฎี
เปิดบทเรียนเชิงโต้ตอบ

สื่อการสอน

แนวคิดพื้นฐาน

3

โฟตอน

ควอนตัมของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ถ่ายโอนพลังงานและโมเมนตัม

โฟตอนไม่มีกรอบนิ่งและมวลนิ่งไม่เป็นศูนย์: พลังงานของมันคือ E = hν และโมเมนตัมของ p = h/λ

เอฟเฟกต์ภาพถ่าย

การปล่อยอิเล็กตรอนโดยสารภายใต้อิทธิพลของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้า

โฟตอนหนึ่งตัวถ่ายโอนพลังงานไปยังอิเล็กตรอนหนึ่งตัว โดยความถี่จะกำหนดความเป็นไปได้ที่จะออกและพลังงานของอิเล็กตรอน ความเข้มจะกำหนดจำนวนอิเล็กตรอน

ขอบเอฟเฟกต์ภาพถ่ายสีแดง

ความถี่ต่ำสุดหรือความยาวคลื่นที่ยาวที่สุดที่ยังสามารถเกิดโฟโตอิเล็กทริคได้

เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริคที่ต่ำกว่าความถี่เริ่มต้นจะไม่เกิดขึ้นแม้ที่ความเข้มของแสงที่สูงมาก

สื่อการสอน

ปริมาณทางกายภาพ

13

พลังงานโฟตอน

EE

พลังงานของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าหนึ่งควอนตัม

หน่วย: จูล · Dzh\mathrm{Dzh}

ค่าคงตัวของพลังค์

hh

สัมประสิทธิ์การมีเพศสัมพันธ์ระหว่างพลังงานโฟตอนและความถี่

หน่วย: จูลวินาที · Dzhs\mathrm{Dzh}\cdot\mathrm{s}

ความถี่การปล่อย

ν\nu

จำนวนการสั่นของสนามแม่เหล็กไฟฟ้าต่อหน่วยเวลา

หน่วย: เฮิรตซ์ · Gts\mathrm{Gts}

มวลเทียบเท่าพลังงานโฟตอน

mγm_{\gamma}

อัตราส่วนของพลังงานโฟตอนต่อc²; นี่ไม่ใช่มวลที่เหลือ ซึ่งเป็นศูนย์สำหรับโฟตอน

หน่วย: กิโลกรัม · kg\mathrm{kg}

มวลส่วนที่เหลือของโฟตอน

m0m_0

มวลนิ่งคงที่ของโฟตอนเป็นศูนย์ ค่า E/c² ไม่ใช่มวลนิ่ง

หน่วย: กิโลกรัม · kg\mathrm{kg}

โมเมนตัมของโฟตอน

pp

การวัดการเคลื่อนที่เชิงการแปลของโฟตอน

หน่วย: กิโลกรัม-เมตรต่อวินาที · kgms\frac{\mathrm{kg}\cdot\mathrm{m}}{\mathrm{s}}

ฟังก์ชั่นการทำงาน

AA

พลังงานขั้นต่ำในการดึงอิเล็กตรอนออกจากพื้นผิวของสาร

หน่วย: จูล · Dzh\mathrm{Dzh}

พลังงานจลน์ของโฟโตอิเล็กตรอน

EkE_{\text{k}}

พลังงานการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนหลังจากออกจากสาร

หน่วย: จูล · Dzh\mathrm{Dzh}

มวลโฟโตอิเล็กตรอน

mm

มวลของอิเล็กตรอนที่ปล่อยออกมาระหว่างปรากฏการณ์โฟโตอิเล็กทริก

หน่วย: กิโลกรัม · kg\mathrm{kg}

โมดูลัสประจุอิเล็กตรอน

e\lvert e\rvert

ค่าบวกของโมดูลัสของประจุไฟฟ้าของอิเล็กตรอน

หน่วย: จี้ · Kl\mathrm{Kl}

ถือแรงดันไฟฟ้า

UzU_{\text{z}}

แรงดันไฟฟ้าที่โฟโตอิเล็กตรอนที่เร็วที่สุดหยุดไปถึงขั้วบวก

หน่วย: โวลต์ · V\mathrm{V}

ความถี่เกณฑ์

ν0\nu_0

ความถี่ต่ำสุดของแสงสำหรับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค

หน่วย: เฮิรตซ์ · Gts\mathrm{Gts}

ขอบสีแดงตามความยาวคลื่น

λ0\lambda_0

ความยาวคลื่นสูงสุดของแสงที่ทำให้เกิดเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก

หน่วย: เมตร · m\mathrm{m}

สื่อการสอน

สูตรบทเรียน

11

พลังงานโฟตอน

E=hν=hcλE=h\nu=\frac{hc}{\lambda}

พลังงานของโฟตอนจะเพิ่มขึ้นตามความถี่และลดลงตามความยาวคลื่น

สภาพสินค้า: สำหรับโฟตอนในสุญญากาศ มวลที่เหลือของโฟตอนเป็นศูนย์

มวลเทียบเท่าพลังงานโฟตอน

mγ=Ec2m_{\gamma}=\frac{E}{c^2}

พลังงานของโฟตอนสามารถเปรียบเทียบได้อย่างเป็นทางการกับมวลที่เทียบเท่า แต่นี่ไม่ใช่มวลที่เหลือของโฟตอน

โมเมนตัมของโฟตอน

p=Ec=hλp=\frac{E}{c}=\frac{h}{\lambda}

โมเมนตัมของโฟตอนถูกกำหนดโดยพลังงานหรือความยาวคลื่นของมัน

สภาพสินค้า: สำหรับโฟตอนในสุญญากาศ

ค่าคงตัวของพลังค์

h=6,621034Dzhsh=6{,}62\cdot10^{-34}\,\mathrm{Dzh}\cdot\mathrm{s}

ค่าคงตัวของพลังค์เป็นตัวกำหนดขนาดการกระทำของควอนตัม

ความเร็วแสง

c=3108msc=3\cdot10^8\,\frac{\mathrm{m}}{\mathrm{s}}

ความเร็วแสงในสุญญากาศอยู่ที่ประมาณสามร้อยล้านเมตรต่อวินาที

อิเล็กตรอนโวลต์ เป็น จูล

1eV=1,61019Dzh1\,\mathrm{eV}=1{,}6\cdot10^{-19}\,\mathrm{Dzh}

อิเล็กตรอนโวลต์หนึ่งตัวจะเท่ากับพลังงานประจุของอิเล็กตรอนเมื่อผ่านความต่างศักย์หนึ่งโวลต์

สมการของไอน์สไตน์สำหรับเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค

E=A+EkE=A+E_{\text{k}}

พลังงานโฟตอนถูกใช้ไปกับฟังก์ชันการทำงานและพลังงานจลน์ของอิเล็กตรอน

พลังงานจลน์ของโฟโตอิเล็กตรอน

Ek=mv22=eUzE_{\text{k}}=\frac{mv^2}{2}=\lvert e\rvert U_{\text{z}}

พลังงานจลน์สูงสุดสัมพันธ์กับความเร็วของอิเล็กตรอนและแรงดันไฟหน่วง

ขีดจำกัดสีแดงสำหรับพลังงาน

hν0=Ah\nu_0=A

ที่ขอบเขตสีแดง พลังงานโฟตอนจะเท่ากับฟังก์ชันการทำงานทุกประการ

ความถี่เกณฑ์ของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริค

ν0=Ah\nu_0=\frac{A}{h}

ความถี่ขั้นต่ำถูกกำหนดโดยฟังก์ชันการทำงานและค่าคงที่ของพลังค์

ขอบสีแดงตามความยาวคลื่น

λ0=cν0\lambda_0=\frac{c}{\nu_0}

ความยาวคลื่นสูงสุดสัมพันธ์กับความเร็วแสงและความถี่เกณฑ์

ไดเรกทอรี

สูตรที่เกี่ยวข้อง

การปฏิบัติ

งานในหัวข้อ