Личные инструменты

2168
з математики

132
учня

168
для 11 класу

443
відкореговано


Вашій увазі

24638
уроків


Тиск світла. Досліди Лебедєва. Хімічна дія світла та її використання. Узагальнення та систематизація знань з теми „Світлові кванти”

Гіпермаркет Знань>>Фізика і астрономія>>Фізика 11 клас>> Фізика: Тиск світла. Досліди Лебедєва. Хімічна дія світла та її використання. Узагальнення та систематизація знань з теми „Світлові кванти”


ТИСК СВІТЛА. ДОСЛІДИ ЛЄБЄДЄВА. ХІМІЧНА ДІЯ СВІТЛА ТА ЇЇ ВИКОРИСТАННЯ. УЗАГАЬНЕННЯ ТА СИСТЕМАТИЗАЦІЯ ЗНАНЬ З ТЕМИ "СВІТЛОВІ КВАНТИ"


ХІМІЧНА ДІЯ СВІТЛА

Під дією електромагнітного випромінювання можуть відбуватися процеси, які викликають зміни властивостей речовин. Наприклад, багато органічних і неорганічних речовин під впливом світла змінюють свій колір, виявляючи фотохромізм. Це пояснюють тим, що, поглинувши квант світла, речовина переходить у новий стан, який характеризується іншим спектром поглинання або перебудовою валентних зв'язків у процесі фотодисоціації чи фотохімічної реакції.

Ґрунтуючись на квантовій гіпотезі світла, А. Ейнштейн сформулював два фотохімічні закони:

1)  поглинутий речовиною фотон може викликати перетворення лише однієї молекули;
2)  фотохімічна реакція відбувається за умови, що енергія фотона достатня для розриву молекулярних зв'язків, тобто не менша за енергію дисоціації.

Як відомо, хімічна дія світла є основою життя на Землі. Завдяки реакції фотосинтезу вуглеводів енергія сонячного проміння, яку несуть фотони, перетворюється на енергію життєдіяльності органічного світу, необхідну для поповнення його запасів. Цей процес досить складний і супроводжується численними вторинними біохімічними реакціями. Проте спрощено його фізичну суть можна подати так. Внаслідок поглинання фотонів зеленим листям молекула хлорофілу активізується, реагуючи з молекулою води, розкладає її на йони Гідрогену і кисень:

          світло

2H20 ———→ 2H+ + 2e- + 2O2 + H2O.

           фермент

Реакція фотосинтезу вуглеводів відбувається під дією червоного проміння

Під дією світла бромід срібла розпадається на енергетично збуджений атом Аргентуму Ад* і позитивний іон Брому Вг+:

AgBr + hv = Ag* + Br* + e-

Врешті-решт кисень потрапляє в атмосферу, а Гідроген, вступаючи в реакцію з вуглекислим газом, утворює вуглеводи, завдяки яким формуються жири, білки та інші складові органічного світу, необхідні для життєвих циклів живої природи.

Властивість речовин реагувати на опромінення світлом покладено в основу виготовлення фотохромних матеріалів, які застосовують для реєстрування зображень, запису й обробки оптичних сигналів. Останнім часом широкого поширення набули полімерні матеріали і фотохромні світлочутливі плівки, що містять галогеніди Аргентуму (AgBr, AgCl), лужних металів (КСl, NaF) тощо. Зокрема, їх використовують в елементах оперативної пам'яті ЕОМ, для кольорового друку і фотографії, запису інформації на оптичних дисках тощо.

ЗАДАЧІ ДЛЯ САМОСТІЙНОГО РОЗВ'ЯЗУВАННЯ 24
1. Яку енергію та імпульс мають фотони видимої частини спектру у найкоротших (1-19-1.jpg = 400 нм) і найдовших (1-19-1.jpg = 760 нм) світлових хвиль? Чому дорівнює їхня маса?
2. Яку довжину хвилі, масу та імпульс має фотон енергією 1 МеВ?
3. Яку швидкість має електрон, кінетична енергія якого дорівнює енергії фотона довжиною хвилі 600 нм?
4. Людське око має найвищу чутливість до зеленого світла (1-19-1.jpg = 550 нм). Воно починає реагувати на нього при потужності світлового потоку 2 • 10-17 Вт. Скільки фотонів за 1 с потрапляє при цьому на сітчатку ока?
5. Яку кінетичну енергію і швидкість матимуть фотоелектрони, що вилітають з поверхні оксиду барію (A0 = 1,2 еВ), якщо її опромінювати зеленим світлом довжиною хвилі 550 нм?
6. Робота виходу електрона з цезію дорівнює 1,9 еВ. Обчислити червону межу фотоефекту для Цезію. Якому кольору видимого світла вона відповідає?
7. Обчислити роботу виходу електронів для срібла в джоулях і електрон-вольтах, якщо його червона межа фотоефекту становить 260 нм.
8. Чи відбуватиметься фотоефект, якщо поверхню ртуті опромінювати світлом видимого діапазону випромінювання? Робота виходу електронів із ртуті дорівнює 4,53 еВ.
9. Яку запірну напругу треба подати на анод фотоелемента з вольфрамовим катодом, щоб струм у колі припинився, якщо на катод падає випромінювання довжиною хвилі 0,1 мкм?

ЗАПИТАННЯ
1. У чому виявляється хімічна дія світла? Чим це зумовлено?
2. Чому один фотон може викликати перетворення лише однієї молекули?
3. Поясніть фізичну суть реакції фотосинтезу.


ГОЛОВНЕ В РОЗДІЛІ 6

В основу квантової фізики покладено гіпотезу М. Планка, яку він висунув у 1900 році для пояснення теплового випромінювання тіл: випромінювання енергії здійснюється певними мінімальними порціями — квантами, енергія яких пропорційна частоті випромінювання:

є = hv,

де h — це стала Планка, v — частота випромінювання.

Пізніше А. Ейнштейн поширив квантову гіпотезу на світлові явища, пояснивши таким чином явище фотоефекту. За його тлумаченням, світловий квант — це мінімальна порція світлової енергії, локалізована в частинці, що називається фотоном.

•  Фотон — це елементарна частинка, що характеризує квант світла hv; його імпульс дорівнює 3-93.jpg, а маса залежить від довжини хвилі електромагнітного випромінювання: 3-94.jpg

Фотон не має маси спокою (m0 = 0) і його швидкість дорівнює швидкості світла с = 3 · 108 мс. Таким чином, з точки зору квантової теорії світло — це потік фотонів, що рухаються зі швидкістю світла.

•  Загалом світлу властивий корпускулярно-хвильовии дуалізм — воно має як неперервні, хвильові властивості, так і дискретні, корпускулярні.

•  Одним із проявів корпускулярної природи світла є явища фотоефекту. Фотоефект є результатом трьох послідовних процесів: поглинання фотона, внаслідок чого енергія одного електрона стає більшою за середню; руху цього електрона до поверхні тіла; виходу його за межі тіла в інше середовище через поверхню розділу.

•  Вивчаючи це явище, О. Г. Столєтов сформулював три закони фотоефекту:

1) кількість електронів, що вилітає з поверхні тіла під дією електромагнітного випромінювання, пропорційна його інтенсивності;

2) для кожної речовини залежно від її температури і стану поверхні існує мінімальна частота світла v0, так звана червона межа фотоефекту, за якої зовнішній фотоефект ще можливий;

3) максимальна кінетична енергія фотоелектронів залежить від частоти опромінення і не залежить від його інтенсивності.

• Пояснюючи явище фотоефекту, А. Ейнштейн встановив співвідношення 3-95.jpg яке називається рівнянням Ейнштейна для зовнішнього фотоефекту.

• Червона межа фотоефекту визначається лише роботою виходу і залежить від хімічної природи металу, наявності домішок і стану його поверхні: 3-96.jpg         

 • Явище фотоефекту знайшло широке практичне застосування в техніці завдяки використанню фотопровідності і фотоЕРС напівпровідників (фотоелементи, фоторезистори, фотодіоди тощо).

• Грунтуючись на квантовій гіпотезі світла, А. Ейнштейн сформулював два фотохімічні закони:
— поглинутий речовиною фотон може викликати перетворення лише однієї молекули;
— фотохімічна реакція відбувається за умов, якщо енергія фотона достатня для розриву молекулярних зв'язків, тобто не менша енергії дисоціації.

• Хімічна дія світла є основою життя.на Землі: завдяки реакції фотосинтезу вуглеводів енергія сонячного проміння, яку несуть фотони, перетворюється в енергію життєдіяльності органічного світу, необхідну для поповнення його запасів.


Є.В. Коршак, О.І. Ляшенко, В.Ф. Савченко, Фізика, 11 клас
Вислано читачами з інтернет-сайтів  


Скачати календарно-тематичне планування з фізики, відповіді на тести, завдання та відповіді школяру, книги та підручники, курси учителю з фізики для 11 класу


Зміст уроку
1236084776 kr.jpg конспект уроку і опорний каркас                      
1236084776 kr.jpg презентація уроку 
1236084776 kr.jpg акселеративні методи та інтерактивні технології
1236084776 kr.jpg закриті вправи (тільки для використання вчителями)
1236084776 kr.jpg оцінювання 

Практика
1236084776 kr.jpg задачі та вправи,самоперевірка 
1236084776 kr.jpg практикуми, лабораторні, кейси
1236084776 kr.jpg рівень складності задач: звичайний, високий, олімпійський
1236084776 kr.jpg домашнє завдання 

Ілюстрації
1236084776 kr.jpg ілюстрації: відеокліпи, аудіо, фотографії, графіки, таблиці, комікси, мультимедіа
1236084776 kr.jpg реферати
1236084776 kr.jpg фішки для допитливих
1236084776 kr.jpg шпаргалки
1236084776 kr.jpg гумор, притчі, приколи, приказки, кросворди, цитати

Доповнення
1236084776 kr.jpg зовнішнє незалежне тестування (ЗНТ)
1236084776 kr.jpg підручники основні і допоміжні 
1236084776 kr.jpg тематичні свята, девізи 
1236084776 kr.jpg статті 
1236084776 kr.jpg національні особливості
1236084776 kr.jpg словник термінів                          
1236084776 kr.jpg інше 

Тільки для вчителів
1236084776 kr.jpg ідеальні уроки 
1236084776 kr.jpg календарний план на рік 
1236084776 kr.jpg методичні рекомендації 
1236084776 kr.jpg програми
1236084776 kr.jpg обговорення


Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь - Образовательный форум.