Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Конспекты / Гипотеза Планка о световых квантах. Формула Планка.
ВНИМАНИЮ ВСЕХ УЧИТЕЛЕЙ: согласно Федеральному закону № 313-ФЗ все педагоги должны пройти обучение навыкам оказания первой помощи.

Дистанционный курс "Оказание первой помощи детям и взрослым" от проекта "Инфоурок" даёт Вам возможность привести свои знания в соответствие с требованиями закона и получить удостоверение о повышении квалификации установленного образца (180 часов). Начало обучения новой группы: 26 апреля.

Подать заявку на курс
  • Физика

Гипотеза Планка о световых квантах. Формула Планка.

библиотека
материалов

Гипотеза Планка о световых квантах. Формула Планка Физика 9 класс

hello_html_m2a7690f7.gifhello_html_24d4d220.gifТема: Гипотеза Планка о световых квантах. Формула Планка.


Цель урока: повторить пройденный материал по теме «Тепловое излучение. Абсолютно черное тело» и подготовить учащихся к тестированию;

познакомить учащихся с Гипотезой Планка о световых квантах. Формулой Планка;

содействовать закреплению полученных знаний;

научиться применять полученные знания по квантовой теории при решении задач;

развивать познавательную активность школьников с помощью проблемных вопросов, исторического материала.

коррекионно-развивающие:

способствовать умению выделять значимые и существенные параметры;

совершенствование кратковременного запоминания и оперативного воспроизведения образов памяти.

Знать: Гипотезу Планка о световых квантах. Формулу Планка.

Уметь: применять знания по квантовой теории при решении задач.

Тип урока: комбинированный урок.


Ход урока

  1. Организационный этап /Задачи: Обеспечить нормальную рабочую обстановку на начало урока, подготовить учащихся к общению, умению слушать и слышать

Формулирование целей урока вместе с уч-ся. Раскрытие общей цели урока и плана его проведения


  1. Этап проверки выполнения домашнего задания. /Задачи: Выявить пробелы в знаниях и способах деятельности уч-ся и определить причины их возникновении

Фронтальный опрос (5 мин)


  1. Какое излучение называется тепловым?

/Излучение телом электромагнитных волн за счет своей внутренней энергии называется тепловым излучением/

  1. Абсолютно черное тело …

/Тело, которое при любой, не разрушающей его температуре, полностью поглощает всю энергию падающего на него света любой частоты, называется абсолютно черным телом/

  1. Что такое равновесное излучение?

  2. Почему согласно классической электродинамике волны должны были бы отобрать у частиц всю энергию теплового движения?

  3. Ультрафиолетовая катастрофа …


Тестирование учащихся (6 мин)


Подведение промежуточных итогов.


  1. Этап усвоения новых знаний

/Задачи: Обеспечить восприятие, осмысление и первичное запоминание материала

Работа в группах: Обсуждение вопросов в группах с последующей их защитой

  • Противоречие, которое возникло между теорией Максвелла и опытными данными?

  • Зарождение квантовой теории; выход, который предложил М. Планк?

  • Гипотеза Планка

  • Основные свойства фотона


Противоречие, которое возникло между теорией Максвелла и опытными данными?

/Законы электромагнетизма, полученные Максвеллом, оказались не в состоянии объяснить форму кривой распределения интенсивности в спектре абсолютно черного тела. При удалении от этого значения интенсивность электромагнитного излучения плавно убывает.

Электродинамика Максвелла приводила к бессмысленному выводу, согласно которому нагретое тело, непрерывно теряя энергию вследствие излучения электромагнитных волн, должно охладиться до абсолютного нуля, что противоречило закону сохранения энергии. Согласно классической теории тепловое равновесие между веществом и излучением невозможно. Однако повседневный опыт показывает, что ничего подобного в действительности нет. Нагретое тело не расходует всю свою энергию на излучение электромагнитных волн./

Стремясь преодолеть затруднения классической теории при объяснении излучения черного тела, Осенью 1900 г., сопоставив все полученные к этому времени результаты, М. Планк сумел «угадать» формулу, которая полностью соответствовала экспериментальной кривой. Для того, чтобы вывести эту формулу, ему потребовалось пожертвовать классическими представлениями и представить, что энергия излучения состоит из отдельных малых и неделимых частей – квантов.

Начинается зарождение квантовой теории

Выход, который предложил М. Планк?

Сообщение о М.Планке.

М. Планк указывает путь выхода из трудностей, с которыми столкнулась теория теплового излучения, после чего начала развиваться современная физическая теория, называемая квантовой физикой

Исследуя вопросы излучения света, немецкий физик М. Планк (1858-1947) выдвигает идею о том, что излучение света происходит не непрерывно, как это следует из волновой теории света, а отдельными порциями – квантами (от латинского «квантум» - количество, масса), или, иначе, фотонами.

Выяснилось, что те явления, которые связаны с испусканием и поглощением света веществом, можно объяснить, лишь считая, что световое излучение – поток квантов. Но те явления, которые связаны с распространением света в какой-либо среде, полностью объяснялись только с помощью электромагнитной теории света.

Это означает, что природа света двойственна, что ни корпускулярная, ни волновая теория в отдельности не может правильно описать и объяснить все свойства светового излучения и что для этого должна быть создана новая теория на основе объединения корпускулярной и волновой теорий. Такой новой теорией явилась квантовая теория света, созданная трудами М. Планка, А. Эйнштейна, Н. Бора и др.

Гипотеза Планка

По квантовой теории свет испускается атомами и молекулами вещества, находящимися в возбужденном состоянии. Примерно через 10-8 с после возбуждения атом переходит в более устойчивое состояние, излучая освободившуюся энергию в виде фотона в окружающую среду. Энергия кванта зависит от изменения энергии атома при переходе в более устойчивое состояние и выражается формулой Планка: hello_html_m19f52d15.gif, где hello_html_m53fadcd2.gif - частота колебаний в электромагнитном излучении, испускаемом атомом, h - постоянная Планка, равная hello_html_m20f41872.gif. Таким образом, энергия кванта пропорциональна частоте электромагнитного излучения или в вакууме обратно пропорциональна длине волны hello_html_m7c109ca2.gif. Следовательно, чем короче длина световой волны в вакууме, тем больше энергия ее квантов, и наоборот.

Таким образом, световое излучение в одних случаях обладает ярко выраженными волновыми свойствами, а в других – корпускулярными (корпускулярно-волновой дуализм).

Опытом установлено, что фотон существует только в процессе движения и всегда имеет скорость, равную hello_html_3be9a2c9.gif. При остановке фотон исчезает, т.е. он не имеет массы покоя. В этом проявляется отличие фотонов от электронов, протонов и др. частиц вещества.

Свет излучается и поглощается веществом не непрерывно, а отдельными порциями – квантами.

Причем энергия такого кванта определялась величиной E = h·ν, h – постоянная Планка.

По современным данным h = 6,626·10-34 Дж·с.

Однако в то время не было прямых экспериментальных доказательств существования квантов излучения. В результате идея Планка воспринялась большинством физиков как «ловкий фокус», не имеющий серьезных научных оснований.

После открытия Планка начала развиваться новая, самая современная и глубокая физическая теория – квантовая теория. Развитие ее не завершено и по сей день.

Гипотезы М. Планка и А. Эйнштейна не только кардинально меняли все классические представления об электромагнитном излучении как сугубо волновом процессе, но и позволили предсказать существование принципиально новой элементарной частицы. Это — частица электромагнитного излучения, получившая название фотон (от греческого слова, означающего «свет»), реально существует в природе, что вскоре было подтверждено в многочисленных экспериментах.


Планк делает заключение: законы классической физики совершенно не применимы к явлениям микромира!!!


Как была определена постоянная Планка?


Из опыта распределения энергии теплового излучения в спектре h = 6,63·10–34 Дж•с


Когда впервые были обнаружены квантовые свойства материи?

Впервые квантовые свойства материи были обнаружены при исследовании излучения и поглощения света Герцем, Столетовым.

Но это тема нашего следующего урока.


Гипотеза Планка – 1900г – атомы испускают электромагнитную энергию

Е = hν порциями - квантами

Квантовая физика ФОТОН


  1. Реальная микрочастица, из них состоит электромагнитное излучение

    1. Е = hν 4. m0= 0 (покоя, т.е. в покое её нет)

    2. q = 0 5. p = mc = h/λ Е = mc2

    3. υ = c = 3*108 м/c mф = hν/c2







Перечислите основные свойства фотона

1) Является частицей электромагнитного поля. Легко зарождается и легко исчезает

2) Отсутствует масса покоя (m0 = 0 – покоящихся неподвижных фотонов не существует)

3) Движется со скоростью света

4) Остановить фотон нельзя

5) Фотон не делится на части. Он испускается, отражается, преломляется, поглощается только целиком

6) импульс фотонаhttp://festival.1september.ru/articles/593710/img40.gif направлен по световому пучку, указывает на связь корпускулярных и волновых свойств света

р – импульс частицы; λ – длина волны; ν – частота; это характеристики волны

Фотон – ультрарелятивистская частица, в вакууме скорость света υ = с = 3·108 м/с 

Массу фотона следует рассматривать как полевую массу, обусловленную тем, что электромагнитное поле обладает энергией. Измерить массу фотона невозможно.


Как и почему свет излучается и поглощается веществом не непрерывно, а отдельными порциями – квантами.


Подведение промежуточных итогов.


  1. Этап проверки понимания и закрепления нового материала учащимися нового материала

/Задачи: Установить правильность и осознанность изученного материала. Обеспечить закрепление в памяти учащихся знаний и способов действий, которые им необходимы для самостоятельной работы по новому материалу


Работа в группах

Задания по группам (решение задач)

Выработать критерии оценивания выполнения работы

Подведение промежуточных итогов.


  1. Информации учащимся о домашнем задании, инструктаж по его выполнению

/Задачи: Обеспечить понимание целей, содержания и способов выполнения д/з

Домашнее задание: § 48, (упражнение № 38)


  1. Этап подведения итогов урока

/Задачи: Дать качественную оценку классу и отдельным учащимся/.


Наш урок окончен. Я думаю, что он не прошел для вас впустую, и вы будете помнить о том важном, что прозвучало сегодня на уроке.


Обсуждение вопроса в группе с последующей защитой

  • Противоречие, которое возникло между теорией Максвелла и опытными данными?


Обсуждение вопроса в группе с последующей защитой

  • Зарождение квантовой теории; выход, который предложил М. Планк?


Обсуждение вопроса в группе с последующей защитой

  • Гипотеза Планка


Обсуждение вопроса в группе с последующей защитой

  • Основные свойства фотона


Краткое описание документа:

Повторить пройденный материал по теме «Тепловое излучение. Абсолютно черное тело», подготовить учащихся к промежуточному тестированию. Выявить пробелы в знаниях и способах деятельности уч-ся и определить причины их возникновения.

Познакомить учащихся с Гипотезой Планка о световых квантах. Получить формулу Планка. Обеспечить восприятие, осмысление и первичное запоминание материала. Обсуждение вопросов в группах с последующей их защитой. 

Установить правильность и осознанность изученного материала. Обеспечить закрепление в памяти учащихся знаний и способов действий, которые им необходимы для самостоятельной работы по новому материалу.

 

Автор
Дата добавления 19.11.2014
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров4308
Номер материала 133736
Получить свидетельство о публикации

"Инфоурок" приглашает всех педагогов и детей к участию в самой массовой интернет-олимпиаде «Весна 2017» с рекордно низкой оплатой за одного ученика - всего 45 рублей

В олимпиадах "Инфоурок" лучшие условия для учителей и учеников:

1. невероятно низкий размер орг.взноса — всего 58 рублей, из которых 13 рублей остаётся учителю на компенсацию расходов;
2. подходящие по сложности для большинства учеников задания;
3. призовой фонд 1.000.000 рублей для самых активных учителей;
4. официальные наградные документы для учителей бесплатно(от организатора - ООО "Инфоурок" - имеющего образовательную лицензию и свидетельство СМИ) - при участии от 10 учеников
5. бесплатный доступ ко всем видеоурокам проекта "Инфоурок";
6. легко подать заявку, не нужно отправлять ответы в бумажном виде;
7. родителям всех учеников - благодарственные письма от «Инфоурок».
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://infourok.ru/konkurs


Выберите специальность, которую Вы хотите получить:

Обучение проходит дистанционно на сайте проекта "Инфоурок".
По итогам обучения слушателям выдаются печатные дипломы установленного образца.

ПЕРЕЙТИ В КАТАЛОГ КУРСОВ


Идёт приём заявок на международный конкурс по математике "Весенний марафон" для учеников 1-11 классов и дошкольников

Уникальность конкурса в преимуществах для учителей и учеников:

1. Задания подходят для учеников с любым уровнем знаний;
2. Бесплатные наградные документы для учителей;
3. Невероятно низкий орг.взнос - всего 38 рублей;
4. Публикация рейтинга классов по итогам конкурса;
и многое другое...

Подайте заявку сейчас - https://urokimatematiki.ru

Похожие материалы

Включите уведомления прямо сейчас и мы сразу сообщим Вам о важных новостях. Не волнуйтесь, мы будем отправлять только самое главное.
Специальное предложение
Вверх