Fotel przy kominku

Temat: Quiz naukowy
Za wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego

Efekt fotoelektryczny, zjawisko fotoelektrycznezjawisko fizyczne polegające na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu (tzw. efekt zewnętrzny) lub na przeniesieniu nośników ładunku elektrycznego pomiędzy pasmami energetycznymi (tzw. efekt wewnętrzny), po naświetleniu jej promieniowaniem elektromagnetycznym (na przykład światłem widzialnym) o odpowiedniej częstotliwości, zależnej od rodzaju przedmiotu. Emitowane w ten sposób elektrony nazywa się czasem fotoelektronami. Energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia światła a jedynie od jego częstotliwości.



Eeee... co by tu wymyśleć??? To mi tylko przyszło na szybko do głowy

Podać podstawową różnicę między triakiem a tyrystorem?
Źródło: shamo.gry-online.pl/agora/index.php?showtopic=6288



Temat: Pytania z wejściówki fizyka laboratoria
Fototranzystor
Co to jest polprzewodnik,
zjawisko fotoelektryczne wewnetrzne i zewnetrzne
bylo tez cos o pasmach przewodzenia
Jakie wykresy nalezy zrobic w cwiczeniu
Źródło: mechatronika2010.fora.pl/a/a,97.html


Temat: OPTYKA
LABORATORIUM :
ĆW. 10, 14, 16, 22, 24, 25
BRAK ćw. 1, 3,4,7,20, , 26,27,28
jak ktos ma niech wrzuci

Ćw. 10 Transport i wymiana ciepła.
WYMAGANIA:
1. Wyjaśnić pojęcie temperatury i ciepła.
2. Zdefiniować pojemność ciepła, ciepło właściwe oraz używane jednostki ciepła.
3. Omówić sposoby przekazywania energii cieplnej.
4. Podać definicję współczynnika przewodnictwa cieplnego.
5. Omówić zasadę działania termopary.
6. Objaśnić sposób wyznaczania współczynnika przewodnictwa cieplnego dla złych przewodników oraz wyprowadzić wzór z którego w tym ćwiczeniu współczynnik obliczamy.
LITERATURA:
1. Skrypt PK
2. Resnick., Halliday D.: Fizyka dla studentów nauk przyrodniczych i technicznych.

Ćw.14 Badanie pola elektrycznego metodą wanny elektrolitycznej.

WYMAGANIA:
1. Omówić wielkości charakteryzujące pole elektrostatyczne. Definicje i związki między wielkościami.
2. Twierdzenie Gaussa, rozkład ładunku na powierzchni przewodnika.
3. Powierzchnie ekwipotencjalne i metoda obliczania wektora natężenia pola elektrycznego E.
4. Elektrolity, mechanizm przewodzenia prądu.
5. Narysować i omówić schemat połączeń elektrycznych .


LITERATURA:
1. Skrypt PK
2. Massalski J. Massalska M. : Fizyka dla inżynierów t. I W-wa 1975
3. Resnick R., Halliday D.: Fizyka PWN W-wa 1970
4. Januszajtis A. : Fizyka dla politechnik PWN W- wa 1975



Ćw. 16 Wyznaczanie naprężeń za pomocą tensometru oporowego.

WYMAGANIA:
1. Deformacja ciał stałych, obszar odkształceń sprężystych. Zdefiniować naprężenie i odkształcenie.
2. Podać prawo Hooke’a dla rozciągania, określić moduł Younga.
3. Omówić prawo Ohma, określić opór właściwy.
4. Podać zasadę pomiaru za pomocą tensometru.
5. Jakie czynniki wpływają na błąd pomiaru.
6. Podać zasadę działania mostka Wheatstone’a


LITERATURA:
1. Skrypt PK
2. Massalski J. Massalska M. : Fizyka dla inżynierów



Ćw. 22 Zastosowanie fotoogniwa do pomiarów fotometrycznych.

WYMAGANIA:
1. Model pasmowy ciała stałego/ przewodnik, izolator, półprzewodnik/
2. Półprzewodniki samoistne / przewodnictwo elektronowe, przewodnictwo dziurowe/
3. Model pasmowy półprzewodnika domieszkowego typu n i p.
4. Złącze p-n.
5. Zjawisko fotoelektryczne: zewnętrzne, wewnętrzne, zaporowe.
6. Budowa fotoogniwa
7. Zestawienie wielkości fotometrycznych.
8. Absorpcja promieniowania żarówki w szkle / współczynnik absorpcji/

LITERATURA:
1. Skrypt PK
2. Massalski J. Massalska M. : Fizyka dla inżynierów t. II WN-T. W-wa 1975
3. Skorko M.: Fizyka PWN, W- Wa 1978

Ćw. 24 Wzorcowanie spektroskopu pryzmatycznego i analiza spektralna dostarczonych próbek gazów i stali.

WYMAGANIA:
1. Budowa spektroskopu. Zasada działania pryzmatu i kolimatora. ( zasady optyki geometrycznej).
2. Zdolność rozdzielcza.
3. Charakterystyka spektroskopu.
4. Rodzaje widm spektralnych.
5. Emisja i absorpcja.
6. Analiza widmowa.

LITERATURA:
1. Skrypt PK
2. Szczeniowski Sz.: Fizyka doświadczalna, t .IV
3. Skorko M. : Fizyka PWN
4. Jeżewski M.: Fizyka PWN
5. Resnick R., Halliday D.: Fizyka dla studentów nauk przyrodniczych i technicznych. t. II
6.
Ćw. 25 Mikroskop

WYMAGANIA:
1. Podać zasadę Fermata oraz konstrukcję obrazów tworzonych przez soczewki cienkie.
2. Opisać budowę i działanie mikroskopu.
3. Podać sposób wyznaczania powiększenia okularu i obiektywu.
4. Jak wyznaczyć współczynnik załamania za pomocą mikroskopu.
5. Podać sposób pomiaru małych odcinków.
6. Określić zdolność rozdzielczą przyrządów optycznych.

LITERATURA:
1. Szczeniowski Sz.: Fizyka doświadczalna, t .IV
2. Skorko M. : Fizyka PWN
3. Skrypt PK

Ćw. Polaryzacja liniowa i kołowa światła.

WYMAGANIA:
1. Omówić mechaniczny model polaryzacji światła oraz sposoby polaryzacji.
2. Opisać sposób otrzymywania i badania światła spolaryzowanego kołowo.
3.
Źródło: zip1173.fora.pl/a/a,51.html


Temat: Falowe własności światła
Siatka dyfrakcyjna - jeden z najprostszych przyrządów do przeprowadzania analizy widmowej. Tworzy ją układ równych, równoległych i jednakowo rozmieszczonych szczelin. Jest to przezroczysta lub półprzezroczysta płytka ? kryształowa, szklana lub z tworzywa sztucznego. Na jedną ze stron płytki zostaje naniesiona seria równoległych nieprzezroczystych linii, o stałym i odpowiednio małym rozstawie - od kilkunastu linii na milimetr aż do tysiąca w przypadku dobrych siatek. Działanie siatki dyfrakcyjnej polega na wykorzystaniu zjawiska dyfrakcji i interferencji światła do uzyskania jego widma. W tym celu pomiędzy źródłem światła a białym ekranem umieszcza się siatkę dyfrakcyjną. Na ekranie ukazuje się w ten sposób widmo światła. Interferencja to zjawisko nakładania się fal prowadzące do zwiększania lub zmniejszania amplitudy fali wypadkowej. Interferencja zachodzi dla wszystkich rodzajów fal, we wszystkich ośrodkach, w których mogą rozchodzić się dane fale. W ośrodkach nieliniowych oprócz interferencji zachodzą też inne zjawiska wywołane nakładaniem się fal, w ośrodkach liniowych fale o jednakowej częstotliwości ulegając interferencji spełniają zasadę super pozycji. Dyfrakcja to zjawisko fizyczne zmiany kierunku rozchodzenia się fali na krawędziach przeszkód oraz w ich pobliżu. Zjawisko zachodzi dla wszystkich wielkości przeszkód, ale wyraźnie jest obserwowane dla przeszkód o rozmiarach porównywalnych z długością fali. Dyfrakcja używana jest do badania fal, oraz obiektów o niewielkich rozmiarach, w tym i kryształów, ogranicza zdolność rozdzielczą układów optycznych. Jeżeli wiązka fal przechodzi przez szczelinę lub omija obiekt, to zachodzi zjawisko ugięcia. Zgodnie z zasadą Huygensa fala rozchodzi się w ten sposób, że każdy punkt fali staje się nowym źródłem fali, tak powstałe fale rozchodzą się jako fale kuliste a fala w każdym punkcie jest sumą wszystkich fal (interferencja). Za przeszkodą pojawią się obszary wzmocnienia i osłabienia rozchodzących się fal. Zjawisko dyfrakcji występuje dla wszystkich rodzajów fal np. fal elektromagnetycznych, fal dźwiękowych oraz fal materii. Zjawisko fotoelektryczne polega na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu (tzw. efekt zewnętrzny) lub na przeniesieniu nośników ładunku elektrycznego pomiędzy pasmami energetycznymi (tzw. efekt wewnętrzny), po naświetleniu jej promieniowaniem elektromagnetycznym (na przykład światłem widzialnym) o odpowiedniej częstotliwości, zależnej od rodzaju przedmiotu. Emitowane w ten sposób elektrony nazywa się czasem fotoelektronami. Energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia światła a jedynie od jego częstotliwości. Gdy oświetlanym środkiem jest gaz mamy do czynienia z tzw. fotojonizacją. Prawidłowość zjawiska fotoelektrycznego

1. Liczba wybijanych elektronów jest wprost proporcjonalna do natężenia światła oświetlającego metal.
2. Energia wybijanych elektronów nie zależy od natężenia światła.
3. Energia elektronów jest odwrotnie proporcjonalna do długości fali światła.
4. Dla każdego metalu istnieje taka długość fali zwana graniczną, której przekroczenie powoduje, że zjawisko nie zachodzi.
5. Koincydent (współzależność czasowa) emisja elektronów następuje natychmiast po oświetleniu metal


Hipoteza Plancka ? Światło to struga cząsteczek
przenoszących energię i pęd lecz pozbawionych masy


Ef ? energia fotonu (kwantu)
Pf ? pęd fotonu
h ? stała Plancka
c ? prędkość światła w próżni
? ? długość fali świetlnej

Zjawisko fotoelektryczne może nastąpić pod
warunkiem Ef ? W
Źródło: kornelia.xaa.pl/viewtopic.php?t=3166


Temat: Efekt fotoelektryczny
Efekt fotoelektryczny, zjawisko fotoelektrycznezjawisko fizyczne polegające na emisji elektronów z powierzchni przedmiotu (tzw. efekt zewnętrzny) lub na przeniesieniu nośników ładunku elektrycznego pomiędzy pasmami energetycznymi (tzw. efekt wewnętrzny), po naświetleniu jej promieniowaniem elektromagnetycznym (na przykład światłem widzialnym) o odpowiedniej częstotliwości, zależnej od rodzaju przedmiotu. Emitowane w ten sposób elektrony nazywa się czasem fotoelektronami. Energia kinetyczna fotoelektronów nie zależy od natężenia światła a jedynie od jego częstotliwości.
Odkrycie i wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego przyczyniło się do rozwoju korpuskularno-falowej teorii materii, w której obiektom mikroświata przypisywane są jednocześnie własności falowe i materialne (korpuskularne). Wyjaśnienie i matematyczny opis efektu fotoelektrycznego zawdzięczamy Albertowi Einsteinowi, który wykorzystał hipotezę kwantów wysuniętą w 1905 roku przez Maxa Plancka.

Doświadczenie Hertza z cewką

W roku 1887 Hertz opublikował wyniki swych badań nad przeskokiem iskier w iskrowniku cewki odbierającej fale elekromagnetyczne. Zbudowany przez niego odbiornik fal składał się z obręczy i cewki zapłonowej – ilekroć odbiornik rejestrował fale elektromagnetyczne, na cewce przeskakiwała iskra. Hertz umieścił swe urządzenie w ciemnym pudle, by iskra była lepiej widoczna i zaobserwował, że spowodowało to osłabienie iskry. Okazało się, że szyba izolująca źródło fal i odbiornik pochłaniała promieniowanie ultrafioletowe, które towarzyszyło przeskokowi elektronów w szczelinie cewki. Zastąpienie szkła kwarcem nie powodowało zmniejszenia iskry, gdyż kwarc nie pochłania promieniowania ultrafioletowego. Hertz nie analizował dalej zaobserwowanego przez siebie zjawiska i ograniczył się do publikacji swych wyników.

Thomson i odkrycie elektronu
W roku 1899 Thomson badał promieniowanie ultrafioletowe powstające w lampie katodowej. Zainspirowany pracami Maxwella stwierdził, że promienie katodowe są strumieniem ujemnie naładowanych cząstek, które nazwał korpuskułami, a które dziś znamy jako elektrony. Odwracając eksperyment Thomson umieścił metalową blaszkę (katodę) w rurze próżniowej i wystawił ją na promieniowanie o wysokiej częstotliwości. Zmienne pole elektromagnetyczne powodowało powstawanie w metalu prądu o natężeniu zależnym od natężenia i barwy światła jakim naświetlał rurę.

Obserwacje Von Lenarda
Trzy lata później, w roku 1902, Philipp von Lenard stwierdził zależność między energią emitowanych elektronów, a intensywnością światła padającego na powierzchnię. Lenard używał mocnego światła łukowego, dzięki któremu mógł w dużym zakresie regulować jego natężenie i częstotliwość. Zmieniał także napięcie między płytką emitującą (katodą) a odbierajacą elektrony. Zauważył, że powyżej pewnej wartości dodatniego napięcia przyłożonego do płytki zanika prąd emisji, przy czym napięcie to zależy wyłącznie od częstotliwości padającego światła, a nie jego natężenia. Przykładając napięcie ujemne obserwował początkowo wzrost prądu przy zwiększaniu napięcia, później natężenie prądu nie rosło. Maksymalne natężęnie prądu zależało od natężenia oświetlenia. Jego eksperymenty dostarczały zbyt mało danych ilościowych, by na ich podstawie móc wyjaśnić obserwowany fenomen. Doświadczenie opracowane przez Leonarda wzbudziło zainteresowanie zjawiskiem.

Einstein i hipoteza kwantów
Wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego jest niemożliwe na gruncie fizyki klasycznej (elektrodynamiki klasycznej) zakładającej, że światło jest falą elektromagnetyczną – należałoby raczej oczekiwać, że energia fotoelektronów zależy od natężenia fali świetlnej.
Zjawisko zostało wyjaśnione w roku 1905 przez Alberta Einsteina opierającego się na założeniach mechaniki kwantowej.

Objaśnienie zjawiska
Zaproponowane przez Alberta Einsteina wyjaśnienie zjawiska i jego opis matematyczny oparte jest na założeniu, że energia wiązki światła pochłaniana jest w postaci porcji (kwantów) równych hν, gdzie h jest stałą Plancka a ν oznacza częstość fali. Kwant energii może być zamieniony na energię tylko w całości, na zasadzie wszystko lub nic. Einstein założył dalej, że usunięcie elektronu z metalu (substancji) wymaga pewnej pracy zwanej pracą wyjścia, która jest wielkością charakteryzującą daną substancję, pozostała energia rozprasza się częściowo w substancji a częściowo pobiera ją emitowany elektron. Z tego wynika wzór:

hv=W+Ek

Gdzie:
· h - stała Plancka;
· ν - częstość padającego fotonu;
· W - praca wyjścia;
· Ek - maksymalna obserwowana energia kinetyczna emitowanych elektronów.
Jest ono zgodne z obserwacjami, a hipoteza kwantów wyjaśnia dlaczego energia fotoelektronów jest zależna od częstości światła oraz, że poniżej pewnej częstotliwości światła nie zachodzi zjawisko fotoelektryczne.
Otrzymane równanie nadaje się do weryfikacji doświadczalnej i zostało potwierdzone w słynnym eksperymencie przeprowadzonym w roku 1915 przez Millikana. Równanie to pozwala też, po dokonaniu odpowiednich pomiarów, wyznaczyć wartość stałej Plancka, co również zostało uczynione przez Millikana.
Za wyjaśnienie efektu fotoelektrycznego Albert Einstein otrzymał w 1921 roku Nagrodę Nobla.
Idea kwantu energii została zapożyczona przez Einsteina z prac Plancka dotyczących wyjaśnienia zjawiska promieniowania ciała doskonale czarnego. pochłanianiem fal elektromagnetycznyc

Zastosowania

Efekt fotoelektryczny jest powszechnie wykorzystywany w bateriach słonecznych, fotopowielaczach, elementach CCD w aparatach cyfrowych, fotodiodach itd. Pochłaniane przez te urządzenia światło wykorzystywane jest do wytwarzania prądu elektrycznego i generowania ładunku, którego ilość można zmierzyć
Źródło: kornelia.xaa.pl/viewtopic.php?t=2782