Урок фотоеффект


Урок в 11 классе
Квантовая физика. Фотоэффект.
Цели : 1. Дать представление о зарождении квантовой теории
2. Дать понятие явления фотоэффекта и разъяснить содержание его законов
3. Познакомить учащихся с практическим применением фотоэффекта
4. Привести примеры решения задач на фотоэффект.
Задачи:
Обучающие:
Знакомство учащихся с понятием «квантовая теория»
Знакомство учащихся с явлением фотоэффекта и его применением
Развивающие:
Развитие у учащихся навыков работы с формулами, грамотно излагать свои мысли, выступать перед слушателями, логически рассуждать, делать выводы из уравнений.
Развитие исследовательских навыков, работы с дополнительным материалом
Воспитательные:
Воспитание у учащихся понятия единой картины мира
Форма занятия: лекция.
Техническое оснащение урока: компьютер, мультимедийный проектор, экран.
К уроку прилагается мультимедийная презентация.
Использованная литература:
Учебник физики «Физика-11» Генденштейн К.А.
Материалы интернет-сайтов:
http://uchim.net/physics/presentations/http://900igr.net/prezentatsii/fizika/Fizika.htmlhttp://www.uchportal.ru/load/40Сценарий урока:
Изучение нового материала (по ходу объяснения демонстрируется презентация):
Слайд 2.
Учитель: В конце 19 века многие ученые считали, что развитие физики завершилось:
Более 200 лет существуют законы механики, теория всемирного тяготения
Разработана МКТ
Подведен прочный фундамент под термодинамику
Завершена максвеловская теория электромагнетизма
Открыты фундаментальные законы сохранения (энергии, импульса, момента импульса, массы и электрического заряда)
Но открытия продолжаются:
Рентген открыл х-лучи
Беккерель – явление радиоактивности
Томпсон – электрон
Стефан и Больцман экспериментально установили распределение энергии в спектре излучения нагретых тел. Эксперимент не совпадал с теорией Максвелла.
Макс Планк в 1900 году высказал гипотезу: атомы излучают энергию отдельными порциями – квантами.
Слайд 3.
Учитель: Согласно классической электродинамике световая волна является непрерывной.
Слайд 4.
Учитель: Планк предположил: Свет излучается и поглощается веществом отдельными порциями – квантами.
Слайд 5-6.
Учитель: Согласно гипотезе Планка - энергия кванта E=hυ, где h= 6,63*10 -34 Дж*с – постоянная Планка
Слайд 7.
Учитель: Благодаря корпускулярной теории света было открыто явление фотоэффета – явление вырывания электронов из вещества под действием света. В стеклянную трубку, через кварцовое стекло падал свет. Под действием света из пластины вырываются электроны и устремляются к катоду. Приборы фиксируют наличие тока в цепи. Когда перекрывали окошко – свет не попадал и тока не было.
Слайд 8.
Учитель: Русский ученый Столетов Александр Григорьевич установил на опытах законы фотоэффекта: 1. Количество электронов, вырываемых светом ежесекундно с поверхности металла, пропорционально поглощаемой энергии света. 2. Максимальная кинетическая энергия вырванных электронов линейно возрастает при увеличении частоты падающего света. 3. При частоте падающего света меньше определенного значения (красной границы фотоэффекта) фотоэффект не происходит. Рассмотрим подробно каждый закон.
Слайд 9.
Учитель: 1 закон фотоэффекта. Сила тока напрямую зависит от количества электронов. Сила тока насыщения (т.е. число выбиваемых с поверхности электронов за единицу времени) прямо пропорциональна интенсивности светового излучения, падающего на поверхность тела. Чем больше интенсивность светового потока, тем выше значение тока насыщения.
Слайд 10.
Учитель: 2 закон фотоэффекта. Если частоту света увеличить, то при неизменном световом потоке запирающее напряжение увеличивается, а, следовательно, увеличивается и кинетическая энергия фотоэлектронов. Максимальная скорость фотоэлектронов зависит только от частоты падающего света и не зависит от его интенсивности. Важно знать! По модулю запирающего напряжения можно судить о скорости фотоэлектронов и об их кинетической энергии: eU=mv2/2 => vmax=√2eU/me.
Слайд 11-13.
Учитель: 3 закон фотоэффекта. Для каждого вещества существует минимальная частота , ниже которой фотоэффект не возможен. При частоте меньше минимальной частоты ни при какой интенсивности падающего света на катод фотоэффект не происходит. Эту минимальную частоту называют красной границей фотоэффекта. νmin=Авых/h, где А вых – работа, которая совершается при извлечении электрона из металла (работа выхода), а h – постоянная Планка.
Слайд 14-15.
Учитель: Альберт Эйншейн раскрыл физический смысл гипотезы Планка и предложил свое уравнение. Энергия падающего кванта идет на работу выхода электрона из металла и сообщение ему кинетической энергии: hν=Aвых+mv2/2.
Слайд 16 – 21.
Учитель: Рассмотрим примеры применения фотоэффкета. Наиболее широкое применение нашли фотоэлементы – приемники излучения, преобразующие световую энергию в электрическую. Простейшим фотоэлементом является вакуумный фотодиод. Фотоэлементы с внутренним фотоэффектом называются фоторезисторами, обладают большей чувствительностью. Фотоэлементы используют для считывания информации с оптического диска. Множество фотоэлементов используют в виде солнечных батарей на космическом корабле. Уже построены экспериментальные солнцемобиль и солнечная станция. Спектр применений достаточно широк.
Слайд 22 – 30.
Учитель: А теперь давайте проверим насколько вы меня слушали и понимали все, что я говорила. Пройдем вместе тест на экране.
Далее решение задач №12.13, 12.17, 12.26 Сборник задач к учебнику Генденштейна «Физика- 11 класс»
Домашнее задание: §§18, 19 учебник Генденштейн «Физика-11класс»
№ 12.14, 12.18, 12.27 Сборник задач к учебнику «Физика – 11класс»

Приложенные файлы


Добавить комментарий