41
ΜΤΡΝΗ ΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 1 ΦΩΠΜΕΘΓΗΠΞΖΗΜ ΦΑΖΚΜΙΓΚΜ ΟΡΚΘΓΠΖΗΕ ΓΞΓΑΟΖΑ ΓΖΑ ΠΜΚ ΜΙΖΘΜ ΑΞΖΟΠΓΖΑΟ ΟΠΕΚ ΦΡΟΖΗΕ Οπ. Έημξ 2012-2013 ΟΡΓΓΞΑΦΕ : ΗΞΑΚΕΟ ΘΓΜΔΩΞΜΟ, ΗΩΠΟΑΞΕΟ ΓΖΩΞΓΜΟ, ΠΞΑΓΗΑΟ ΔΕΙΕΠΞΕΟ, ΑΘΕΚΑ ΟΖΘΖΠΔΜΓΘΜΡ ΓΝΖΒΘΓΝΩΚ . ΦΑΚΖΔΕΟ

Fwtohlektriko oliko

  • Upload
    cdfanph

  • View
    105

  • Download
    0

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Ομιλος Αριστείας στην Φυσική. Πρότυπο Λύκειο Ευαγγελικής Σχολής Σμύρνης. Το φωτοηλεκτρικό φαινόμενο. Εργασία μαθητών. Photoelectric effect. A students' experiment.

Citation preview

Page 1: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 1

ΦΩΠΜΕΘΓΗΠΞΖΗΜ ΦΑΖΚΜΙΓΚΜ

ΟΡΚΘΓΠΖΗΕ ΓΞΓΑΟΖΑ ΓΖΑ ΠΜΚ ΜΙΖΘΜ ΑΞΖΟΠΓΖΑΟ ΟΠΕΚ ΦΡΟΖΗΕ

Οπ. Έημξ 2012-2013

ΟΡΓΓΞΑΦΕ : ΗΞΑΚΕΟ ΘΓΜΔΩΞΜΟ, ΗΩΠΟΑΞΕΟ ΓΖΩΞΓΜΟ, ΠΞΑΓΗΑΟ ΔΕΙΕΠΞΕΟ, ΑΘΕΚΑ ΟΖΘΖΠΔΜΓΘΜΡ

ΓΝΖΒΘΓΝΩΚ . ΦΑΚΖΔΕΟ

Page 2: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 2

ΠΜ ΦΩΟΟΡΓΓΞΑΦΕ: ΓΖΩΞΓΜΟ ΗΩΠΟΑΞΕΟ

ΜΖ ΓΝΖΟΠΕΙΜΚΓΟ ΞΕΟΖΙΜΝΜΖΕΟΑΚ

ΔΖΑΦΜΞΓΠΖΗΑ ΦΑΖΚΜΙΓΚΑ ΓΖΑ ΠΕ ΙΓΘΓΠΕ ΠΕΟ ΦΡΟΕΟ ΠΜΡ

ΦΩΠΜΟ

• ΑΚΑΗΘΑΟΕ• ΔΖΑΘΘΑΟΕ• ΝΓΞΖΘΘΑΟΕ

Page 3: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 3

Ηαημπηνηθή θαη δηάποηε ακάθιαζε Δηάζιαζε

Νενίζιαζε από μίαπμιύ μηθνή ζπηζμή

Page 4: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 4

ΦΡΟΕ ΠΜΡ ΦΩΠΜΟ –ΟΩΙΑΠΖΔΖΑΗΕ ΘΓΩΞΖΑ

Ζζαάθ Κημύημκ 1642 - 1727

"Are all the rays of light very small bodies emitted from

shining substances? "Isaac Newton, Opticks - 1704

Page 5: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 5

ΟΩΙΑΠΖΔΖΑΗΕ ΘΓΩΞΖΑ

Πμ 1673 μ Κεύηςκαξ δεμμζηεύεη έκα άνζνμ πξρ πεοιέςει μια ζωμαηιδιακή θεωοία ηξρ θωηόπ θαη ηεκ οπόζεζε όηη οπάνπεη έκα οιηθό πμο ιέγεηαη αηζέναξ μ μπμίμξ δηαπμηίδεη ηα πάκηα.

Ε ζςμαηηδηαθή ζεςνία ελεγμύζε ηεκ ακάθιαζε θαη πνμέβιεπε ζςζηά όηη ε γςκία πνόζπηςζεξ είκαη ίζε με ηεκ γςκία ακάθιαζεξ.

Ε ζςμαηηδηαθή ζεςνία ελεγμύζε θαη ηεκ δηάζιαζε αιιά απαηημύζε ε ηαπύηεηα ημο θςηόξ κα είκαη μεγαιύηενε ζημ κενό από ημκ αένα.

Page 6: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 6

ΟΓΘΖΔΓΟ ΑΝΜ ΠΜ OPTICKS

Νεηνάμαηα ημο

Κεύηςκα με δηαηάλεηξπνηζμάηςκ.

Page 7: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 7

Ιειέηε ημο

ηνόπμοδεμημονγίαξ ημομονάκημο ηόλμο.

ΟΓΘΖΔΓΟ ΑΝΜ ΠΜ OPTICKS

Page 8: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 8

Θόγς ημο θύνμοξ ημο Newton ε ζςμαηηδηαθή ζεςνία επεθνάηεζε ηεξ

θομαηηθήξ ημο Huygens μέπνη ηηξ ανπέξ ημο 1800.

Πόηε εμθακίζηεθακ ηα πεηνάμαηα πενίζιαζεξ ημο Thomas Young θαη

o Fizeau (1849) βνήθε πεηναμαηηθά ηεκ ηαπύηεηα ημο θςηόξ ζημ κενό μηθνόηενε

από ημκ αένα.

Νιξύηξμ εμαμηίξμ Χόιςεμπ

Page 9: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 9

ΗΡΙΑΠΖΗΕ ΘΓΩΞΖΑ

Πόμαξ Γηάκγθ 1773 - 1829

Γηαηνόξ θαη θοζηθόξ. Πα πεηνάμαηά ημο γηα ηεκ

πενίζιαζε ημο θςηόξ από δύμ ζπηζμέξ έδςζακ ηηξ πνώηεξ απμδείλεηξ γηα ηεκ κρμαηική

θύζη ηξρ θωηόπ.

Page 10: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 10

Γνμεκεία ηεξ πενίζιαζεξ με ηεκ θομαηηθή θύζε ημο θςηόξ.

Νενίζιαζε από 2 θαη από 5 ζπηζμέξ.

ΗΡΙΑΠΖΗΕ ΘΓΩΞΖΑ

Page 11: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 11

ΙΑΘΕΙΑΠΖΗΕ ΘΓΙΓΘΖΩΟΕ ΠΕΟ ΗΡΙΑΠΖΗΕΟ ΘΓΩΞΖΑΟ ΠΜΡ ΦΩΠΜΟ

Μ Ιάλγμοειθναηώκηαξ ημκ

ηνμπό ηςκ πνςμάηςκ πμο

εθεύνε

Μ Maxwell μειεηά ηα ειεθηνηθά θαη ηα μαγκεηηθά θαηκόμεκα

πνμζπαζώκηαξ κα ηα ελεγήζεη «οπμζέημκηαξ όηη παοάγξμηαι

από δοάζειπ πξρ διαδίδξμηαι ζηξ πεοιβάλλξμ μέζξ όπωπ και ζηα

διεγεομέμα ζώμαηα θαη παζπίδμκηαξ κα ελεγήζς ηεκ

δνάζε μεηαλύ απμμαθνοζμέκςκ ζςμάηςκ ςωοίπ μα ρπξθέζω ηημ

ύπαονη δρμάμεωμ ικαμώμ μα δοάζξρμ άμεζα ζε ιμγηθέξ

απμζηάζεηξ».

Page 12: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 12

ΓΚΑ «ΙΑΡΞΜ» ΟΩΙΑ ΝΜΡ ΑΘΘΑΛΓ ΠΕΚ ΞΜΕ ΠΕΟ ΦΡΟΖΗΕΟ

ΙΓΘΑΚ (ΙΑΡΞΜ) ΟΩΙΑ

(π.π. Ε ΜΝΕ ΓΚΜΟ ΗΘΖΒΑΚΜΡ)

Όζμ έκα ζώμα ζενμαίκεηαη ηόζμ εθπέμπεη θςξ ζε μεγαιύηενεξ ζοπκόηεηεξ

Page 13: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 13

ΓΚΑ «ΙΑΡΞΜ» ΟΩΙΑ ΝΜΡ ΑΘΘΑΛΓ ΠΕΚ ΞΜΕ ΠΕΟ ΦΡΟΖΗΕΟ

Φαζμαηηθή θαηακμμή ηζπύμξ ακά μμκάδα επηθακείαξ γηα ηεκ εθπεμπόμεκε

αθηηκμβμιία από μέιακ ζώμα.

νεζημμπμηώκηαξ Θενμμδοκαμηθή θαη

θιαζζηθή Ε/Ιαγκεηηθή ζεςνία μη Kirchoff,

Rayleigh, Jeans, Wien είπακ ενμεκεύζεη ηεκ

ζομπενηθμνά ημο μέιακμξ ζώμαημξ ΓΗΠΜΟ ΑΝΜ

ΠΕΚ..

Page 14: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 14

ΓΚΑ «ΙΑΡΞΜ» ΟΩΙΑ ΝΜΡ ΑΘΘΑΛΓ ΠΕΚ ΞΜΕ ΠΕΟ ΦΡΟΖΗΕΟ

Νεηναμαηηθή θαη ζεςνεηηθά

οπμιμγηζμέκε από ημοξ Raleigh θαη Jeans(με κλαζζική θεωοία)

θαζμαηηθή θαηακμμή ηζπύμξ ακά μμκάδα επηθακείαξ γηα ηεκ

εθπεμπόμεκε αθηηκμβμιία από μέιακ

ζώμα.

Page 15: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 15

Ε «ΟΩΙΑΠΖΔΖΑΗΕ» ΦΡΟΕ ΠΜΡ ΦΩΠΜΟ

Max Planck 1858 - 1947

Οηηξ 14/12 ημο 1900 πανμοζίαζε μηα ζεςνία πμο ενμήκεοε ηεκ πεηναμαηηθή

θαηακμμή ηεξ ηζπύμξ/επηθάκεηα γηα ημ μ.ζ. νεζημμπμηώκηαξ ηεκ έκκμηα ηεξ

εκηνμπίαξ θαη ζεςνώκηαξ ημ θάζε μόνημ ημο μ.ζ. ςξ ηαιακηςηή πξρ μπξοεί μα

πάοει διακοιηέπ ηιμέπ εμέογειαπE = nhf n = 1, 2, 3…

Ρπμιόγηζε ηεκ μνζή θαηακμμή

όπμοh = 6,63.10-34J.sε ζηαζενά Planck

Page 16: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 16

Ε «ΟΩΙΑΠΖΔΖΑΗΕ» ΦΡΟΕ ΠΜΡ ΦΩΠΜΟ

Planck θαη Einstein

Ε θβακηηζμέκε εκένγεηα ηςκ ηαιακηςηώκ – μμνίςκ ημο μ.ζ. έπεη ζακ απμηέιεζμα η ύλη μα εκπέμπει και μα απξοοξθά ηξ θωπ ζε διακοιηέπ ηιμέπ εμεογείαπ πξρ ξ Planck ηιπ ξμόμαζε

κβάμηα θωηόπ (quantum : πξζόηηηα).Ανπηθά μ Planck (θαη μη οπόιμηπμη θοζηθμί) δεκ θαηακόεζακ ηεκ ζεμαζία ηεξ ακαθάιορεξ. Μ Planck ζεςνμύζε ηεκ εηζαγςγή ηεξ θβακηηζμέκεξ εκένγεηαξ ςξ μαζεμαηηθό ηνηθ θαη όηη ηα θβάκηα εμθακίδμκηαη μόκμ θαηά ηεκ δηάνθεηα ηεξ απμννόθεζεξ θαη ηεξ

εθπμμπήξ.

Πα θβάκηα θςηόξ μκμμάζηεθακ ημ 1926 από ημκ Αμενηθακό

πεμηθό G. Lewis θωηόμια.

Page 17: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 17

ΘΓΩΞΖΓΟ ΓΖΑ ΠΜ ΦΩΠΜΚΖΜ1) Οςμαηίδημ εκένγεηαξ E=h.f, μνμήξ hf/c, θαη ζπίκ h/2π.Δεκ μπμνεί κα ενμεκεύζεη ηεκ δηάζιαζε θαη ηεκ πενίζιαζε από δύμ ζπηζμέξ.

2) Ιαζεμαηηθέξ ακςμαιίεξ ζε ειεθηνμμαγκεηηθό πεδίμ (Einstein, Grommer 1927)

4) Ηβακηηθή ειεθηνμδοκαμηθή ζεώνεζε. ( ΗΕΔ - ζεςνία αιιειεπηδνάζεςκ ζηεκ μπμία ημ απμηέιεζμα ηεξ αιιειεπίδναζεξ δεκ είκαη μμκμζήμακημ αιιά ελανηάηαη από ημ ηη μεηνάμε.) Οε αοηή ημ θςηόκημ είκαη ημ ζςμαηίδημ αιιειεπίδναζεξ θαη δεκ μπμνεί κα πάνεη ζογθεθνημέκε μμνθή.

3) Ηομαηόδεμα (wavepacket). Γηα κα είκαη ζομπαγέξ όζμ έκα ζςμαηίδημ πνέπεη κα πενηέπεη άπεηνα μήθε θύμαημξ. Δεκ είκαη ζηαζενό αιιά δηαζπάηαη αμέζςξ.

Page 18: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 18

ΠΖ ΓΖΚΑΖ ΘΜΖΝΜΚ ΠΜ ΦΩΠΜΚΖΜ;

«Όια αοηά ηα 50 πνόκηα ζοκεηδεηήξ ζθέρεξ δεκ με έθενακ πημ θμκηά ζηεκ απάκηεζε ηεξ ενώηεζεξ «Πη

είκαη ηα θβάκηα θςηόξ;». Φοζηθά ζήμενα θάζε θαηενγανάθμξ πηζηεύεη όηη λένεη ηεκ απάκηεζε αιιά

θάκεη ιάζμξ».A. Einstein γνάμμα ζημκ Besso 1951.

ΗΑΖ ΠΜ ΦΩΟ; ΗΡΙΑ Ε ΦΩΠΜΚΖΜ;Οακ απμμεηκάνη ηεξ πενηόδμο 1905-1927 δεπόμαζηε ζήμενα

(γηα δηδαθηηθμύξ ιόγμοξ) ηεκ δηπιή οπόζηαζε ημο θςηόξ.Ε θοζηθή πναγμαηηθόηεηα ζε μηθνμζθμπηθό επίπεδμ δεκ

μπμνεί κα γίκεη ακηηιεπηή από ηηξ αηζζήζεηξ όπςξ ε μαθνμζθμπηθή πναγμαηηθόηεηα.

Page 19: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 19

ΠΜ ΦΩΠΜΕΘΓΗΠΞΖΗΜ ΦΑΖΚΜΙΓΚΜΟογγναθή : Αζεκά Οηιηηδόγιμο

Τν θσηνειεθηξηθό θαηλόκελν, είλαη ην θαηλόκελν θαηά ην νπνίν κηα κεηαιιηθή επηθάλεηα εθπέκπεη ειεθηξόληα ζην

πεξηβάιινλ, όηαλ πάλσ ηεο πξνζπίπηεη θσο.

Page 20: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 20

ΠΜ ΦΩΠΜΕΘΓΗΠΞΖΗΜ ΦΑΖΚΜΙΓΚΜΟογγναθή : Αζεκά Οηιηηδόγιμο

Ήηαλ γλσζηό από πεηξάκαηα ηνπ Hertz κε ηνλ βνεζό ηνπ Hallwachs από ην 1888, νη νπνίνη κειεηνύζαλ ηελ δηάδνζε

ειεθηξνκαγλεηηθώλ θπκάησλ.

Παξαηήξεζαλ, όηη εύθνια εκθαληδόηαλ ζπηλζήξαο ζην δηάθελν κεηαμύ δύν αθξνδεθηώλ αλ απηνί θσηηδόληνπζαλ κε

θσο παξά όηαλ νη αθξνδέθηεο ήηαλ ζε ζθόηνο.

Page 21: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗ

• Πμ θςημειεθηνηθό θαηκόμεκμ έδςζε πεηναμαηηθά απμηειέζμαηα ηα μπμία ήηακ ακηίζεηα με ηεκ θηκεμαηηθή ζεςνία ημο θςηόξ.

• 1) Γκώ από ηε μία ε θομαηηθή ζεςνία ημο θςηόξ μαξ ιέεη όηη ε θηκεηηθή εκένγεηα ηςκ ειεθηνμκίςκ ελανηάηαη από ηεκ έκηαζε ημο θςηόξ, με βάζε ηα πεηνάμαηα ημο θςημειεθηνηθμύ θαηκμμέκμο απμδεηθκύεηαη όηη ε θηκεηηθή εκένγεηα ηςκ ειεθηνμκίςκ είκαη ακελάνηεηε ηεξ έκηαζεξ ημο θςηόξ.

• 2) Πα θςημειεθηνόκηα εθπέμπμκηαη αμέζςξ μόιηξ ε επηθάκεηα θςηηζζεί με βάζε ηα πεηναμαηηθά δεδμμέκα, εκώ με βάζε ηεκ θομαηηθή ζεςνία ημο θςηόξ, ζα έπνεπε ηα θςημειεθηνόκηα κα εθπέμπμκηαη μεηά από ιίγμ πνόκμ, έηζη ώζηε κα ζοζζςνεοηεί εκένγεηα από ημ θύμα.

ΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 21

ΠΜ ΦΩΠΜΕΘΓΗΠΞΖΗΜ ΦΑΖΚΜΙΓΚΜΟογγναθή : Αζεκά Οηιηηδόγιμο

Page 22: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 22

ΠΜ ΦΩΠΜΕΘΓΗΠΞΖΗΜ ΦΑΖΚΜΙΓΚΜΟογγναθή : Αζεκά Οηιηηδόγιμο

Ε ελήγεζε ημο θςημειεθηνηθμύ θαηκμμέκμο δόζεθε από ημκ Ασκζηάηκ μ μπμίμξ πνμπςνώκηαξ ηα απμηειέζμαηα θαη ηεκ

ενμεκεία ημο Planck, δηαηύπςζε ηεκ ανπή, όηη ε απμννόθεζε ηεξ εκένγεηαξ γίκεηαη µόκμ µε δηαθνηηά πμζά (παθέηα,

θβάκηα) αοηήξ, h f. Ννόηεηκε όηη

21

2m hf P

όπμο 1/2mο2 ε μέγηζηε θηκεηηθή εκένγεηα ηςκ ειεθηνμκίςκ πμο εθπέμπμκηαη από επηθάκεηα μεηάιιμο όηακ θςηηζηεί με μμκμπνςμαηηθό θςξ ζοπκόηεηαξ f θαη P ημ ένγμ ελαγςγήξ ειεθηνμκίςκ από ημ μέηαιιμ.

Page 23: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 23

Robert Millikan : Μ άκζνςπμξ πμο δεκ πίζηεοε

ζηεκ θβακηηθή ζεςνία θαη όμςξ ηεκ επηβεβαίςζε!

Οογγναθή: Ε μμάδα

Πμ 1916 μ αμενηθακόξ R. Millikan δεμμζηεύεη ζημ Phys. Rev. 7, 355 (1916) ημ άνζνμ A Direct Photoelectric

Determination of Planck's "h".

Page 24: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 24

Μ άκζνςπμξ πμο δεκ πίζηεοε ζηεκ θβακηηθή ζεςνία θαη όμςξ ηεκ

επηβεβαίςζε!Οε έκα άνζνμ πμο δεμμζίεοζε κςνίηενα (Ζακμοάνημξ 1916) δειώκεη ηεκ ακηίννεζή ημο γηα ηεκ μνζόηεηα ηεξ ζεςνίαξ

ημο Einstein γηα ημ θςημειεθηνηθό (1905)

“Einstein’s photoelectric equation…cannot in my judgment be looked upon at present as resting upon any

sort of a satisfactory theoretical foundation,” even though “it actually represents very accurately the

behavior” of photoelectricity.

Page 25: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 25

Πμ πείναμα ημο MillikanΠμ Ιάνηημ ημο 1916 μ Millikan δεμμζηεύεη ηα απμηειέζμαηα εκόξ πεηνάμαημξ πμο επηβεβαίςκε με μεγάιε αθνίβεηα όηη ε

μέγηζηε θηκεηηθή εκένγεηα 1/2mο2 ηςκ ειεθηνμκίςκ πμο εθπέμπμκηαη από επηθάκεηα μεηάιιμο όηακ θςηηζηεί με

μμκμπνςμαηηθό θςξ ζοπκόηεηαξ f οπαθμύμοκ ηεκ ελίζςζε ημο Einstein ημο 1905

21

2m hf P

όπμο P «ημ ένγμ πμο απαηηείηαη γηα κα ελαπζεί ημ ειεθηνόκημ από ημ μέηαιιμ».

Page 26: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 26

Πμ πείναμα ημο MillikanΈπμκηαξ οπμιμγίζεη με αθνίβεηα ηεκ ηημή ημο θμνηίμο ημο

ειεθηνμκίμο από ημ πνμεγμύμεκμ πείναμά ημο ηεξ ζηαγόκαξ, ζημ πείναμα αοηό οπμιμγίδεη με μεγάιε αθνίβεηα ηεκ ζηαζενά

h πμο είπε εηζάγεη μ Planck γηα ηεκ ενμεκεία ηεξ αθηηκμβμιίαξ ημο μέιακμξ ζώμαημξ

ςξ h = 6,57x10-27 erg.sec

Page 27: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 27

Ε ζεμαζία ημο πεηνάμαημξ ημο MillikanH ζύμπηςζε ηεξ πεηναμαηηθήξ ηημήξ ημο h με ηεκ ηημή πμο

είπε εηζάγεη «αοζαίνεηα» 16 πνόκηα πνηκ μ Planck απμηέιεζε έκακ ζνίαμβμ γηα ηεκ θβακηηθή ζεςνία.

Page 28: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 28

ΑΚΑΝΑΞΑΓΩΓΕ ΠΜΡ ΝΓΖΞΑΙΑΠΜΟ ΠΜΡ MILLIKAN

Οογγναθή : Θμδςνήξ Ηνάκεξ

Αθμύ ε μμάδα μαξ μειέηεζε ζεςνεηηθά ημ θςημειεθηνηθό θαηκόμεκμ (θαη ημ ηζημνηθό οπόβαζνμ) πναγμαημπμίεζε ημ

πείναμα πμο είπε θάκεη μ Millikan ημ 1916.

Page 29: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 29

ΝΓΞΖΓΞΑΦΕ ΝΓΖΞΑΙΑΠΖΗΕΟ ΔΖΑΠΑΛΕΟΟογγναθή : Θμδςνήξ Ηνάκεξ

Γηα ηε μειέηε ημο θςημειεθηνηθμύ θαηκόμεκμο ζα πνεζημμπμηήζμομε ηε δηάηαλε ημο ζπήμαημξ

Μέζα ζε έλα ζσιήλα πςεινύ θελνύ (≈ 10−7 atm)

ηνπνζεηνύκε δύν ειεθηξόδηα. Τν πξώην, πνπ ρξεζηκεύεη σο

θάζνδνο, έρεη κεγάιε επηθάλεηα, θέξεη επίζηξσζε από

θαίζην ( Cs) θαη όηαλ θσηίδεηαη εθπέκπεη ειεθηξόληα.

Page 30: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 30

ΝΓΞΖΓΞΑΦΕ ΝΓΖΞΑΙΑΠΖΗΕΟ ΔΖΑΠΑΛΕΟΟογγναθή : Θμδςνήξ Ηνάκεξ

Πα ειεθηνόκηα αοηά ζοιιέγμκηαη από ημ δεύηενμ ειεθηνόδημ ηεκ άκμδμ.

Ιε ηε βμήζεηα μηαξ πμηεκζημμεηνηθήξ δηάηαλεξ μπμνμύμε κα μεηαβάιιμομε ηεκ ηάζε πμο εθανμόδεηαη ζηα ειεθηνόδηα.

Πέιμξ, με έκα μηθνμαμπενόμεηνμ πμο πανεμβάιιεηαη ζημ θύθιςμα μπμνμύμε κα μεηνήζμομε ηεκ έκηαζε ημο νεύμαημξ

Page 31: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 31

ΝΓΞΖΓΞΑΦΕ ΝΓΖΞΑΙΑΠΖΗΕΟ ΔΖΑΠΑΛΕΟΟογγναθή : Θμδςνήξ Ηνάκεξ

Όηακ ε θάζμδμξ θςηίδεηαη εθπέμπεη ειεθηνόκηα (θςημειεθηνόκηα) ηα μπμία επηηαπύκμκηαη από ημ ειεθηνηθό πεδίμ μεηαλύ ηςκ ειεθηνμδίςκ θαη θαηαιήγμοκ ζηεκ άκμδμ

Page 32: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 32

ΝΓΞΖΓΞΑΦΕ ΝΓΖΞΑΙΑΠΖΗΕΟ ΔΖΑΠΑΛΕΟΟογγναθή : Θμδςνήξ Ηνάκεξ

Οηεκ παναθάης εηθόκα πανμοζηάδεηαη ημ όνγακμ πμο πνεζημμπμηήζαμε, ηε ζοζθεοή θςημειεθηνηθμύ θαηκμμέκμο.

Page 33: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 33

ΝΓΞΖΓΞΑΦΕ ΝΓΖΞΑΙΑΠΖΗΕΟ ΔΖΑΠΑΛΕΟΟογγναθή : Θμδςνήξ Ηνάκεξ

Ε ζοζθεοή απμηειείηαη από ηα ελήξ μένε:

Page 34: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 34

ΝΓΞΖΓΞΑΦΕ ΝΓΖΞΑΙΑΠΖΗΕΟ ΔΖΑΠΑΛΕΟΟογγναθή : Θμδςνήξ Ηνάκεξ

Οηεκ ζοζθεοή οπάνπεη ιαμπηήναξ αιμγόκμο πμο μπμνεί κα πιεζηάδεη ηεκ θςημεοαίζζεηε επηθάκεηα

Πμ θςημνεύμα από ηεκ θάζμδμ ζηεκ άκμδμ μεηνηέηαη με εκζςμαηςμέκμ αμπενόμεηνμ

Page 35: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 35

ΝΓΞΖΓΞΑΦΕ ΝΓΖΞΑΙΑΠΖΗΕΟ ΔΖΑΠΑΛΕΟΟογγναθή : Θμδςνήξ Ηνάκεξ

Γηα κα μεηνήζμομε ηεκ μέγηζηε θηκεηηθή εκένγεηα ΓΗΙΑ ηςκ ειεθηνμκίςκ πμο εθπέμπμκηαη εθανμόδμομε ακάμεζα ζηεκ άκμδμ

θαη θάζμδμ μηα ακηίζηνμθε ηάζε, ηεκ ηάζε απμθμπήξ Vαπ

Οηεκ ηάζε αοηή όια ηα ειεθηνόκηα πμο εθπέμπμκηαη απςζμύκηαη από ηεκ άκμδμ θαη ημ θςημνεύμα μεδεκίδεηαη. Ε

ηάζε αοηή εμθακίδεηαη (όπςξ ημ μεδεκηθό νεύμα) εδώ

Page 36: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 36

ΝΓΞΖΓΞΑΦΕ ΝΓΖΞΑΙΑΠΖΗΕΟ ΔΖΑΠΑΛΕΟΟογγναθή : Θμδςνήξ Ηνάκεξ

Έπεηηα, βάδμκηαξ όια ηα πνςμαηηζηά θίιηνα λεπςνηζηά ζημκ οπμδμπέα ανπίζαμε κα αολάκμομε ηεκ ακηίζηνμθε ηάζε μεηαλύ ακόδμο-θαζόδμο ηόζμ ώζηε κα δείλεη μεδέκ ημ αμπενόμεηνμ.

Πεκ ηημή ηεξ ηάζεξ απμθμπήξ θαη ημο θςημνεύμαημξ ηεκ βιέπμομε μεηαβάιιμκηαξ ημκ Γπηιμγέα εκδείλεςξ μζόκεξ.

Page 37: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 37

ΝΓΞΖΓΞΑΦΕ ΝΓΖΞΑΙΑΠΖΗΕΟ ΔΖΑΠΑΛΕΟΟογγναθή : Θμδςνήξ Ηνάκεξ

Πα δηαθμνεηηθά θίιηνα δίκμοκ θςξ με δηαθμνεηηθό πνώμα, άνα με δηαθμνεηηθή ζοπκόηεηα f θαη δηαθμνεηηθό μήθμξ θύμαημξ ι.

Άνα γηα θάζε δηαθμνεηηθό ι μπμνώ κα μεηνήζς ηεκ ακηίζημηπε ηάζε απμθμπήξ.

Page 38: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 38

Νεηναμαηηθά απμηειέζμαηαΟογγναθή : Όιε ε μμάδα

ΜΗΚΟ

ΚΤΜΑΣΟ

ΣΑΗ

ΑΠΟΚΟΠΗ

ΤΥΝΟΣΗΣΑ ΦΩΣΟ ΜΕΓΙΣΗ ΚΙΝΗΣΙΚΗ

ΕΝΕΡΓΕΙΑ

ΦΩΣΟΗΛΕΚΣΡΟΝΙΩ

Ν

ΜΕΓΙΣΗ ΚΙΝΗΣΙΚΗ

ΕΝΕΡΓΕΙΑ

ΦΩΣΟΗΛΕΚΣΡΟΝΙΩ

Ν

λ (10-7

) m Va ( Volt) f (10 15

Hz) eVa = E k max eVa = E k max

( Joule 10-19

) ( σε eV)

ΚΟΚΚΙΝΟ

ΦΙΛΣΡΟ6,3 0,06 4,7619E+14 9,6E-21 0,06

ΠΟΡΣΟΚΑΛ

Ι ΦΙΛΣΡΟ5,8 0,18 5,17241E+14 2,88E-20 0,18

ΚΙΣΡΙΝΟ

ΚΟΤΡΟ

ΦΙΛΣΡΟ

5,5 0,24 5,45455E+14 3,84E-20 0,24

ΚΙΣΡΙΝΟ

ΦΙΛΣΡΟ5,1 0,37 5,88235E+14 5,92E-20 0,37

ΠΡΑΙΝΟ

ΦΙΛΣΡΟ5,2 0,52 5,76923E+14 8,32E-20 0,52

ΜΠΛΕ 4,7 0,89 6,38298E+14 1,424E-19 0,89ΦΙΛΣΡΟ

ΚΟΚΚΙΝΟ 6,2 0,07 4,83871E+14 1,12E-20 0,07LΕD

ΠΟΡΣΟΚΑΛ

Ι LΕD5,86 0,11 5,11945E+14 1,76E-20 0,11

ΠΡΑΙΝΟ 5,3 0,47 5,66038E+14 7,52E-20 0,47LΕD

ΜΠΛΕ 4,85 0,76 6,18557E+14 1,216E-19 0,76LΕD

Page 39: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 39

Γπελενγαζία ηςκ πεηναμαηηθώκ απμηειεζμάηςκ

Γναθηθή πανάζηαζε μέγηζηεξ θηκεηηθήξ εκένγεηαξ ειεθηνμκίςκ ζε ζπέζε με ηεκ ζοπκόηεηα ημο θςηόξ.

y = - 4E-19

-2E-200 5E+14 1E+15

Μέγ

ιστη

Κιν

ητι

κή

Ενέρ

γεια

Η

λεκ

τρο

νίω

ν (

Jo

ule

)

Σστνότητα Προσπίπτοντος Φωτός (Hz)

Page 40: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 40

Ε ηημή ηεξ θιίζε ηεξ θαμπύιεξ από ημ πείναμά μαξ πνμέθορε ςξ h=8x10-34J.s

Ε ηημή αοηή απμθιίκεη 21% από ηεκ πναγμαηηθή ηημή h=6,63x10-34J.s, απόθιηζε ε μπμία είκαη ανθεηά μεγάιε από

ηεκ πναγμαηηθή ηημή.

Ακ θαη ημ πείναμα μαξ δεκ ήηακ αθνηβέξ, μέζα από αοηήκ ηεκ δηαδηθαζία μάζαμε πμιιά γηα ηεκ ελέιηλε ηςκ ηδεώκ ζηεκ Φοζηθή ημκ 20μ αηώκα θαη επίζεξ πμιιέξ έκκμηεξ γηα ηεκ

Ούγπνμκε Φοζηθή!

Γπελενγαζία ηςκ πεηναμαηηθώκ απμηειεζμάηςκ

Page 41: Fwtohlektriko oliko

ΜΤΡΝΗΠΕΙΡΑΜΑΣΙΚΟ ΛΤΚΕΙΟ ΕΤΑΓΓΕΛΙΚΗ ΥΟΛΗ 41

Πμ ζομπέναζμα : Ιηα ζηαζενά πμο εηζήπζε γηα κα ενμεκεύζεη ηεκ θαηακμμή ηεξ έκηαζεξ από θςξ πμο εθπέμπεηαη από μέιακ ζώμα (θαη

ε ύπανλε ηεξ ζήμαηκε ηεκ επηβεβαίςζε ηεξ θβακηηθήξ ζεςνίαξ) μεηνηέηαη μέζα από έκα άιιμ θαηκόμεκμ πμο

ζεςνμύζε όηη ημ θςξ απμννμθάηαη θαη δεκ εθπέμπεηαη μόκμ ςξ θβάκημ εκένγεηαξ θαη ε ηημή ηεξ βνίζθεηαη ίδηα με ηεκ

ανπηθή οπόζεζε.

Γπίιμγμξ