Zewnętrzne zjawisko fotoelektryczne:
Po oświetleniu płytki cynkowe listki wracają do położenia równowagi. Pod wpływem światła elektrony wyrzucone są z metalu. Przy oświetleniu promieniowaniem czerwonym(długofalowym) zjawisko nie zachodzi. Rys.:
Fotokomórka: Jest to bańka szklana opróżniona z powietrza. Część wew. Ściany pokryta jest cienką warstwą metalu stanowiącą katodę. Anoda jest zwykle cienkim drutem zakończoną pętlą. Rys.:
Ze względu na przerwęo płynąć. na przerwe między katodą i anodą prąd nie moze zachodzi. między katodą i anodą prąd nie może płynąć. Po oświetleniu katody elektrony wyrzucone nie są przyciągane przez anody. Rys.:
Charakterystyka prądowo-napięciowa fotokomórki: I=Q/t [C/s=A] e=1,6*10-19 c
Natężenie prądu wynosi 1A. Jeżeli ładunek 1 culomba przepływa przez poprzeczny przekrój przewodnika w czasie 1 sekundy. Q=Ne I=Ne/t =>N/t*e n- liczba elektronów dochodzących do anody w ciągu sekundy. I=n e I max=n max*e Liczba elektronów docierająca do anody w ciągu sekundy nie może przekroczyć liczbe elektronów wyrzuconych w tym czasie z katody. Rys.:
Przy ujemnym napięciu pole elektryczne działa na elektrony siłą skierowaną w stronę katody(hamuje) ich ruch. Praca wykonana przeciw siłą tego pola wynosi: w=q*u q=e=> W=e u 1eV=1*e*1V=1,6*10-19 C*I/C //C się skraca. 1eV= 1,6*10-19 J Katody mogą osiągnąć tylko elektrody spełniające warunek: EK>= W Przy napięciu hamowania(Uh) do anody dochodzi elektron o max energi kinetycznej. EKmax= We EKmax= eUh Katoda oświetlana jest światłem monochromatycznym o różnych natężeniach. Napięcie hamowania jest niezależne od natężenia promieniowania monochromatycznego. To samo dotyczy EKmax
Zmieniając dł. Fali stwierdzamy, że Uh ulega zmianie. V= λ/T C= λ/T C= λ*1/T
A.Einstein wprowadził w 1905 pojęcie fotonu. Foton jest porcja en. Świetlnej poruszający się z prędkością światła. Ef=h h=6,62*10-34 J*s -Plancka
Foton w zderzeniu z elektronem przekazuje mu swoją energię sam znikając. Dzięki tej energii elektron za\ostaje wyżcony z metalu. Praca wyjścia W jest to praca , którą elektron wykonuje opuszczając metal. Zjawisko fotoelektryczne może zajśćjeżeli energia fotonu musi być równa co najmniej pracy wyjścia. Ef>=W Rys.:
Zjawisko Termoelektryczne(termoemisja): W wysokich temperaturach niektóre elektrony mają energię kinetyczną wystarczającą na wykonanie pracy wyjścia. Im wyższa temp. Tym więcej
|
elektronów opuszcza w ciągu sekundy metalu. Dioda (rys.):
Ogrzana katoda do wysokiej temp. Emituje elektrony, które są przyciągane przez anode. Rys:
Tioda jest lampą elektronową, która miedzy katodą i anodą ma 3 elektrodę, zwaną siatką. Znajdująca się blisko kaody. Rys:
Pochłanianie promieniowania gamma:
I=E/ST [W/m2] Natężenie fali jest to energia padająca w ciągu sekundy na 1 m2 powierzchni prostopadłej do kierunku rozchodzenia się fali. Rys:
Na powierzchnie o wsp. X pada 1mm fotonów.Warstwa o grubości dx pochłania ich 1000. Na 5mln pochłoniętych 5000. dN~N Jeżeli podwoimy grubość warstwy to podwoi się liczba pochłoniętych fotonów. dN~dx
dN~ N dn~ dx dN~ N*dx
dN=-µ N*dx
d I =-µ I*dx /I
dJ/I=-µ dx /⌠-całka
⌠dI/I=⌠-µdx
lnI=-µx+C
C=ln K
Ln I=lne-µx +lnK
Ln I=ln K*e-µx
I=K*e-µx
Warunek początkowy: X=O=> I=Io
Io=K e-µo
Io=K*1
K=Io
I=Io e-µx
Rys:
I/Io=e-µx /*lm
Ln I/Io = -µx
Rys:
|
Io/I=eµx/*ln Ln Io/I=+µx Rys:
Tgα=delta ln Io/I podzielone przez delta x=µ A=Ao e-BT Ao/A=eBt/ln Ln Ao/A=Bt Rys.
Rozpad promieniotwórczy: dN~N/s dN~N dt st. Rozpadu dN=-λn dt dN/N=-µdt dI/I=-µ dx N=Noe-µt
Ładowanie kondensatora: Przy zbliżeniu laski do przewodnika wskazówka elektroskopu wychyla się(bez dotknięcia), a przy oddaleniu spada do zera. Elektrony zostają przyciągnięte przez laskę a na listkach elektr. powstaje nadwyżka ładunku dodatniego. Rys.
Zewnętrzna siła elektrostatyczna jest stała, a wewnętrzna rośnie w miarę separacji ładunków w stanie równowagi siły zewnętrznej. rys:
Natężenie pola wewnątrz przewodnika jest równa zero.
Kondensator płaski rys:
Elektrony wypływające z ujemnego bieguna źródła gromadzą się na jednej płytce kondensatora. Działają one siła odpychania na elektrony z płytki , które odpływają do dodatniego bieguna źródła prądu. W wyniku straty elektronów prawa płytka ładuje się dodatnie. C = Q / u = const ! u=1/c*Q <=> u ~ Q Jednostka : [c]= 1c/1v=1F Pojemność elektryczna wynosi 1F , jeżeli ładunek 1 culomba zgromadzona na płytkach wytwarza między nimi napięcie 1V. 1µF=10-6F
Krzywa ładowania kondensatora: Rys:
I=Ko e-t/rc Drgania relaksacyjne: Rys:
Neonówka ma napięcie zapłonu U2=110 V oraz napięcia gaśnięcia ug=84V. rys:
Uwaga:ze względu na bardzo krótki czas rozładowania kondensatora przez neonówkę okres drgań relaksacyjnych jest praktycznie równy czasowi ładowania kondensatora. T=t2-t1 -lnx=lnx-1=ln1/x T=R*C*a
Siła elektrodynamiczna: Rys:
|
Reguła lewej dłoni: 4 palce otwartej dłoni wskazuja kierunek przepływu prądu a pole magnetyczne wnika do jej wnętrza, natomiast wychylony kciuk wskazuje zwrot sily.
F/IL=const=B (eksperyment) [B]=N/A*m=1Tesla
Def: Indukcja magnetyczna jest rowan 1 Tesl, jeżeli na przewodnik o dł. 1 metra przez który płynie prąd 1A działka siła 1N.
F=B*I*L
Siła Lorentza:
Prąd elektryczny przewodnika jest uporządkowanym ruchem elektronów. Wniosek: Na ruchomą cząstkę w polu magnetycznym działa siła. Rys:
F= B I L I=Q U׳/t Qprim- ładunek elektronów przepływających w czasie t przez przekrój S2 Q- ładunek elektronów zawartych we fragmencie przewodnika o dł. L(El)
Przyjmijmy że czas t, czas pzejścia elektronów od S1 do S2 wszystkie elektrony zawarte we fragmencie przewodnika o dł. L przechodzą przez S2.
Siła Lorentza: Jest w każdym punkcie toru prostopadła do prędkości podobnie jak siła dośrodkowa w ruchu jednostajnym po okręgu. Będziemy zatem mieli do czynienia ruchem jednostajnym po okręgu.Fl=m*ad
|