4,099 matches
-
fiind membru al Academiei de Științe din Berlin. A trăit 90 de ani și în acești ani a revoluționat fizica alături de mari savanți ai timpului și ale secolelor. 3.2. Efectul fotoelectric extern. efect fotoelectric extern: punerea în libertate a electronilor (numiți fotoelectroni). descoperirea efectului fotoelectric extern: Prin acțiunea radiațiilor ultraviolete, asupra unei plăci de zinc P, W. Hallvachs, fizician englez, în 1888, constată că: a) se descarcă, dacă inițial era încărcată negativ; b) se încarcă pozitiv, dacă inițial era neutră
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
două sfere de zinc se produc scânteii electrice dacă una dintre sfere este iluminată cu radiații ultraviolete. Prin experimentul efectuat de W. Hallwachs, s-a tras concluzia că placa de zinc emite particule încărcate cu sarcină negativă, particule numite ulterior electroni. Emiterea electronilor de către placa de zinc a primit denumirea de efect fotoelectric extern. studiul experimental a efectului fotoelectric extern poate fi realizat cu montajul electric: Pentru un anumit flux ? electromagnetic și variând tensiune U de la bornele tubului cu ajutorul potențiometrului
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
de zinc se produc scânteii electrice dacă una dintre sfere este iluminată cu radiații ultraviolete. Prin experimentul efectuat de W. Hallwachs, s-a tras concluzia că placa de zinc emite particule încărcate cu sarcină negativă, particule numite ulterior electroni. Emiterea electronilor de către placa de zinc a primit denumirea de efect fotoelectric extern. studiul experimental a efectului fotoelectric extern poate fi realizat cu montajul electric: Pentru un anumit flux ? electromagnetic și variând tensiune U de la bornele tubului cu ajutorul potențiometrului, inensitatea curentului
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
emiși, crește liniar cu frecvența radiațiilor electromagnetice și nu depinde de fluxul acestora. tensiune de stopare ??: tensiune electrică inversă aplicată la bornele tubului, ia naștere un câmp electric de sens invers câmpului electric inițial, încât se produce încetinirea mișcării electronilor să ajungă la anod, încât curentul electric de-a lungul circuitului devine la un moment nul. În acest caz putem scrie relația: eUs = Ecmax , dedusă pe baza teoremei conservării energiei electrice și cinetice. 3. Efectul fotoelectric extern se produce numai
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
cuantelor dată de Planck în felul următor: În procesul de efect fotoelectric, fotonul este absorbit complet, energia sa fiind consumată astfel: o parte în ciocniri neelastice în interiorul rețelei cristaline a metalului, Lc, altă parte pentru lucrul de extracție, L, a electronului și în energie cinetică a acestuia, eUs. Aplicând legea conservării energiei se poate scrie: , numită și ecuația lui Einstein. Întrucât, lucrul ciocnirilor neelastice Lc din interiorul rețelei cristaline a metalului are valoare foarte mică se poate neglija în ecuația lui
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
care are loc efectul fotoelectric extern. Din relația , se poate afirma că efectul fotoelectric extern are loc numai dacă frecvența radiațiilor electromagnetice incidente ? ≥ ?0, ceea ce se confirmă prin legea a treia. 4) Întrucât ciocnirea dintre un foton și un electron are loc într-un timp extrem de scurt, rezultă că efectul fotoelectric extern se produce aproape instantaneu, așa cum se enunță și în legea a patra. 3.3. Aplicații ale efectului fotoelectric extern. Efectul fotoelectric extern stă la baza funcțonări celulei fotoelectrice
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
redusă, având în interior doi electrozi: un catod C ce are un strat subțire de metal (Cs, Na, K) depus pe o anumită porțiune din peretele tubului și anodul A de construcție specială. Sub acțiunea luminii, fotocatodul C va emite electroni, care datorită câmpului electric sunt dirijați spre anodul A, stabilindu-se un curent electric de intensitate I, indicat de galvanometrul G. Deci, celula fotoelectrică transformă semnalul luminos (lumina) într-un semnal electric. Pe baza celulei fotoelectrice funcțonează multiplicatorul, releul fotoelectric
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
mai mare, respectiv cu frecvența ν < ν0. Efectul Compton nu se putea fi explicat pe baza teoriei ondulatorii ci ulterior pe baza teoriei corpusculare a lui Planck, aplicându-se legii conservării energiei la interacțiunea unui foton (ν > ν0) cu un electron al substanței împrăștietoare (grafit): , unde hν0 este energia fotonului incident pe substanță, hν - energia fotonului împrăștiat, ?? - energia cinetică a electronului presupus inițial în repaus și L - lucrul mecanic de ieșire a electronului din blocul de grafit. Întrucât*?, L
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
baza teoriei corpusculare a lui Planck, aplicându-se legii conservării energiei la interacțiunea unui foton (ν > ν0) cu un electron al substanței împrăștietoare (grafit): , unde hν0 este energia fotonului incident pe substanță, hν - energia fotonului împrăștiat, ?? - energia cinetică a electronului presupus inițial în repaus și L - lucrul mecanic de ieșire a electronului din blocul de grafit. Întrucât*?, L se neglijează și atunci relația obținută de mai sus devine:. Potrivit teoriei relativități ale lui Einsten , iar relația devine: și este
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
interacțiunea unui foton (ν > ν0) cu un electron al substanței împrăștietoare (grafit): , unde hν0 este energia fotonului incident pe substanță, hν - energia fotonului împrăștiat, ?? - energia cinetică a electronului presupus inițial în repaus și L - lucrul mecanic de ieșire a electronului din blocul de grafit. Întrucât*?, L se neglijează și atunci relația obținută de mai sus devine:. Potrivit teoriei relativități ale lui Einsten , iar relația devine: și este prima relație din legea conservării energiei la interacțiunea fotonului cu un electron
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
electronului din blocul de grafit. Întrucât*?, L se neglijează și atunci relația obținută de mai sus devine:. Potrivit teoriei relativități ale lui Einsten , iar relația devine: și este prima relație din legea conservării energiei la interacțiunea fotonului cu un electron din substanță împrăștietoare (grafit). Aplicăm legea conservării impulsului în timpul ciocnirii elastice dintre foton și electronul blocului de grafit: ?, unde ? 0 ș? ? reprezintă impulsurile fotonului înainte și după ciocnire, fotonul de frecvență ν fiind împrăștiat sub unghiul ?
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
mai sus devine:. Potrivit teoriei relativități ale lui Einsten , iar relația devine: și este prima relație din legea conservării energiei la interacțiunea fotonului cu un electron din substanță împrăștietoare (grafit). Aplicăm legea conservării impulsului în timpul ciocnirii elastice dintre foton și electronul blocului de grafit: ?, unde ? 0 ș? ? reprezintă impulsurile fotonului înainte și după ciocnire, fotonul de frecvență ν fiind împrăștiat sub unghiul ? de la direcția inițială; ? ? este impulsul electronului după interacțiune și împrăștiat sub unghiul ?
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
impulsului în timpul ciocnirii elastice dintre foton și electronul blocului de grafit: ?, unde ? 0 ș? ? reprezintă impulsurile fotonului înainte și după ciocnire, fotonul de frecvență ν fiind împrăștiat sub unghiul ? de la direcția inițială; ? ? este impulsul electronului după interacțiune și împrăștiat sub unghiul ? față de fotonul inițial. Cele trei impulsuri au expresiile: Reluăm relația vectorială: a cărei modul se scrie: ?? (1) ecuația rezultată din legea conservării impulsului. Relația provenită din legea conservării energiei o scriem sub
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
ecuații (1) și (2) formează un sistem de două ecuații și ținânduse seama că: , făcând calculele matematice corespunzătoare ajungem la relația: unde Δλ se numește variația lungimii de undă a fotonului în interacțiune cu substanța (bloc de grafit) cu un electron liber în repaus, iar *? se numește lungimea de undă Compton. a) Variația lungimii de undă (Δλ) este independentă de natura substanței împrăștietoare și b) variația lungimii de undă depinde de ?. determinarea unghiului ? de deviație a electronului dintre
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
un electron liber în repaus, iar *? se numește lungimea de undă Compton. a) Variația lungimii de undă (Δλ) este independentă de natura substanței împrăștietoare și b) variația lungimii de undă depinde de ?. determinarea unghiului ? de deviație a electronului dintre vectorii în puls ? 0 și ? ? . Scriem legea conservării impulsurilor: ?unde ? 0 − impulsul fotonului incident, ? ? − impulsul electronului și ? − impulsul fotonului împrăștiat. - unghiul dintre vectorii în puls ? 0 și ? ? ∶ determinarea energiei
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
substanței împrăștietoare și b) variația lungimii de undă depinde de ?. determinarea unghiului ? de deviație a electronului dintre vectorii în puls ? 0 și ? ? . Scriem legea conservării impulsurilor: ?unde ? 0 − impulsul fotonului incident, ? ? − impulsul electronului și ? − impulsul fotonului împrăștiat. - unghiul dintre vectorii în puls ? 0 și ? ? ∶ determinarea energiei cinetice ?? a electronului de recul: Din teoria relativității restrânse a lui Einstein scriem ?? 3.5. Absorbția luminii: procesul de micșorare sau
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
puls ? 0 și ? ? . Scriem legea conservării impulsurilor: ?unde ? 0 − impulsul fotonului incident, ? ? − impulsul electronului și ? − impulsul fotonului împrăștiat. - unghiul dintre vectorii în puls ? 0 și ? ? ∶ determinarea energiei cinetice ?? a electronului de recul: Din teoria relativității restrânse a lui Einstein scriem ?? 3.5. Absorbția luminii: procesul de micșorare sau de anulare a intensității luminii ce cade pe un corp. Substanțele absorb o parte din energia radiațiilor luminoase, iar o parte
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
radiația corpului negru: Când prin orificiul O al sferei pătrunde un fascicol luminos, datorită reflexiilor multiple din interiorul sferei, acesta își pierde din energie și nu mai iese în exterior. 3.6. Ipoteza lui de Broghie: orice particulă în mișcare (electron, proton, atom) pe lângă comportare corpusculare, are în același timp și una ondulatorie. Cele două comportări ale oricărei particule se găsesc în relațiile , unde ? - lungimea de undă asociată particulei, h - constanta lui Planck, p - impulsul particulei, ? - energia unei cuante
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
în relațiile , unde ? - lungimea de undă asociată particulei, h - constanta lui Planck, p - impulsul particulei, ? - energia unei cuante ce se aplică particulelor în mișcare, v și m sunt viteza și masa particulei în mișcare. 3.6.1. Difracția electronilor schema dispozitivului experimental: E1 - sursa de încălzire a filamentului F, E2 - sursa de accelerare a electronilor spre cristalul de nichel V - Voltmetru G - galvanometru C - cilindrul lui Faraday Fasciculul de electroni emis de filamentul F, accelerat, ajung pe cristalul de
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
? - energia unei cuante ce se aplică particulelor în mișcare, v și m sunt viteza și masa particulei în mișcare. 3.6.1. Difracția electronilor schema dispozitivului experimental: E1 - sursa de încălzire a filamentului F, E2 - sursa de accelerare a electronilor spre cristalul de nichel V - Voltmetru G - galvanometru C - cilindrul lui Faraday Fasciculul de electroni emis de filamentul F, accelerat, ajung pe cristalul de nichel și apoi este reflectat prin difracție sub un unghi α, fiind captat de cilindrul lui
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
și masa particulei în mișcare. 3.6.1. Difracția electronilor schema dispozitivului experimental: E1 - sursa de încălzire a filamentului F, E2 - sursa de accelerare a electronilor spre cristalul de nichel V - Voltmetru G - galvanometru C - cilindrul lui Faraday Fasciculul de electroni emis de filamentul F, accelerat, ajung pe cristalul de nichel și apoi este reflectat prin difracție sub un unghi α, fiind captat de cilindrul lui Farafay, Galvanometrul G ne va indica existența curentului de electroni, cât și măsurarea lui. Prin
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
cilindrul lui Faraday Fasciculul de electroni emis de filamentul F, accelerat, ajung pe cristalul de nichel și apoi este reflectat prin difracție sub un unghi α, fiind captat de cilindrul lui Farafay, Galvanometrul G ne va indica existența curentului de electroni, cât și măsurarea lui. Prin acest experiment făcut de Davisson și Germer în anul 1927, a determinat lungimea de undă λ, găsind-o de 0,164 mm, așa cum s-a aflat în mod teoretic, pe baza relației lui de Broghie
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
s-a aflat în mod teoretic, pe baza relației lui de Broghie ??? pentru o tensiune electrică U = 54V. Deci, relația lui de Broghie găsită teoretic a fost verificată și experimental. relația lui Bragg: formulă în cazul difracțiilor undelor asociației electronilor pe rețele cristaline: S-a notat cu P1, P2, P3, ..... plane reticulare aflate la distanța d unele față de altele. Pentru ca fasciculul S’ difractat să formeze un maxim, trebuie ca diferența de drum: BA’ + A’B’ să fie egală cu un
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
X, numai anumite valori pentru care are loc reflexia razelor X difractate și reflexia în sine se numește ”reflexive selectivă”. Șirul de valori ale unghiului ? se numesc unghiurile Bragg. 3.6.2. Microscopul electronic: aplicație a caracterului ondulatoriu a electronilor. schema microscopului electronic: Părți componente: S - sursa de electroni C - condensator Ob - obiectiv Ii - imagine intermediară ?? - lentilă de proiecție If - imagine finală E - ecran fluorescent La microscopul electronic puterea separatoare este mărită, întrucât lungimea de undă asociată electronului este
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]
-
razelor X difractate și reflexia în sine se numește ”reflexive selectivă”. Șirul de valori ale unghiului ? se numesc unghiurile Bragg. 3.6.2. Microscopul electronic: aplicație a caracterului ondulatoriu a electronilor. schema microscopului electronic: Părți componente: S - sursa de electroni C - condensator Ob - obiectiv Ii - imagine intermediară ?? - lentilă de proiecție If - imagine finală E - ecran fluorescent La microscopul electronic puterea separatoare este mărită, întrucât lungimea de undă asociată electronului este mult mai mică decât a radiațiilor vizibile sau ultraviolete
Compendiu de fizică. Nivel preuniversitar by Constantin Popa () [Corola-publishinghouse/Science/648_a_1386]