Контрольные вопросы

1. Что такое световой поток?

2. Какова связь между длиной волны, частотой и скоростью света.

3. Что такое фотон (квант света)?

4. Чему равна энергия фотона?

5. В чем заключается явление фотоэффекта?

6. Сформулируйте законы Столетова для фотоэффекта.

7. Сформулируйте и объясните уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

8. Что такое граничная частота?

9. Что понимают под красной границей фотоэффекта?

10. Объясните термин "задерживающая разность потенциалов".

11. Как найти задерживающий потенциал?

12. Как зависит задерживающий потенциал от частоты падающего света?

13. От чего зависит скорость фотоэлектронов?

14. Чему равен угловой коэффициент зависимости U_з = f(v)?

15. Что называется спектральной и вольт-амперной характеристиками фотоэлемента?

16. Какой вид имеет вольт-амперная характеристика при освещении его светом:

а) с частотой, большей граничной;

б) с частотой, меньшей граничной;

в) равной граничной частоте?

17. Как устроен вакуумный фотоэлемент?

Лабораторная работа №6 изучение спектров испускания

Цель работы: градуировка спектрометра, измерение длин волн оптических спектров, определение постоянной Ридберга.

Оборудование: спектрометр, водородная и ртутная лампы, источник питания.

Введение

Излучение различных источников света состоит из электромагнитных волн с различными длинами λ. Получение спектра, путем разложения его на отдельные монохроматические пучки, осуществляют обычно с помощью призмы, либо дифракционной решетки.

Спектр испускания света ионизированного газа имеет наиболее простой вид и представляет из себя линейчатый спектр, т.е. представляет из себя набор линий, каждой из которых соответствует определенная длина волны λ. Некоторые из этих линий лежат в видимой части спектра, но большая часть их находится в инфракрасной или ультрафиолетовой областях спектра и непосредственно глазом не воспринимаются. Закономерности расположения линий хорошо изучены в спектре наиболее простого атома – водорода.

Спектр атома водорода содержит несколько серий, для каждой из которых длина волны выражается как функция натуральных чисел:

,

(23)

где R = 1,0967∙10⁷м^-1– постоянная Ридберга,n иk– целые числа:n– номер серииn = 1, 2, 3,…;k =n+1,n+2,n+3,…

Несколько линий спектра атомов водорода схематично изображены на рис. 16. Самую длинноволновую линию серии называют головной и обозначают λ_α, далее следует λ_β, λ_γи так далее.

                   λ_δ λ_γ λ_β λ_αλ_δ   λ_γ   λ_β    λ_αλ_δ                 λ_γ 

            Серия Лаймана     Серия Бальмера       Серия Пашена    λ →

Рис. 16. Участок спектра излучения атома водорода

Первая квантовая теория атома водорода, объясняющая линейчатый спектр испускания и сериальную формулу (23), разработана Н.Бором на основе планетарной модели строения атома. В основе теории Бора лежат следующие постулаты, разрешающие только квантовые состояния атома:

1. электрон, вращаясь вокруг ядра, находится в одном из стационарных состояний, для которых момент импульса электрона квантован:

;

(24)

электрон движется по любой стационарной орбите, не излучает и не поглощает энергию;

2. при переходе электрона с одной из дальних стационарных орбит на более близкую к ядру атом излучает квант энергии, который равен разности энергий электрона на стационарных состояниях:

.

(25)