Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Свидетельство о публикации

Автоматическая выдача свидетельства о публикации в официальном СМИ сразу после добавления материала на сайт - Бесплатно

Добавить свой материал

За каждый опубликованный материал Вы получите бесплатное свидетельство о публикации от проекта «Инфоурок»

(Свидетельство о регистрации СМИ: Эл №ФС77-60625 от 20.01.2015)

Инфоурок / Физика / Конспекты / Конспект урока 11 класса по физике на тему "Фотоэффект"
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: 28 июня.

Подать заявку на курс
  • Физика

Конспект урока 11 класса по физике на тему "Фотоэффект"

библиотека
материалов

Физика 11 класс

Дата проведения:_____________

Тема урока: Фотоэффект. Законы фотоэффекта. Уравнение

Эйнштейна для фотоэффекта.


Дидактическая цель

Выяснить причины появления фотоэффекта, сформулировать определение фотоэффекта, изучить законы фотоэффекта, показать, что законы фотоэффекта являются следствием уравнения Эйнштейна.

Воспитательная цель


Убедить учащихся в познаваемости мира и объективности наших знаний о нем.

Развивающая цель

Объяснить учащимся физический смысл корпускулярно-волновых свойств света, продолжать развивать логическое мышление, анализировать результаты эксперимента.

Тип урока


Урок интегрированный: изложение нового материала, с практической направленностью.

Технологии

КСО,ГСО, интерактивного обучения, проблемно-поисковая, личностно-ориентированное.

Форма обучения

Коллективная, групповая, поисковая

Вид урока

Беседа, рассказ.

Оборудование

Компьютер, мультимедийный проектор, экран, осветитель «Кварц», электрометр, цинковая и медная пластины, штатив, палочки из стекла и эбонита, мех и бумага, секундомер, к/ф «Фотоэффект», «Красная граница». Приложение к уроку презентация «Фотоэффект»



















План урока:


Этапы урока


Деятельность учителя

Деятельность ученика

1. Организационный момент.



2. Актуализация знаний.

А)Проведение теста-контроля.

Б)Фронтальный опрос.

Работают по перфокартам.

Коллективная работа класса.

3. Изложение нового материала.

1. Историческая справка о квантовой теории.

Слушают рассказ учителя.


2.Демонстрация опытов по фотоэффекту.

Следят за экспериментами, делаю выводы и записывают их в тетрадь.


3. Формулировка понятия фотоэффекта.

Пытаются самостоятельно сформулировать определение и записать его в тетрадь.


4. Изучение экспериментальной установки для установления законов фотоэффекта.

Просмотр медиа-лекции, один учащийся по кодоскопу повторяет увиденное.


5. Знакомство с основными понятиями темы.

Анализ графиков и характеристик фотоэффекта.


6. Просмотр к/ф и ответы на вопросы.

Перед фильмом записывают вопросы, после просмотра отвечают на них.


7. Объяснение законов фотоэффекта Эйнштейном.

Слушают рассказ учителя.


8. Работа с понятиями: вопрос и ответ, найди соответствие.

Самостоятельно работают по карточкам, затем взаимопроверка, критерии оценок на доске.

3. Рефлексия.


Работа по формуле ПОПС и Денотатного графа


4. Домашнее задание.



5. Предложения и замечания по уроку.





  1. Организационный момент.(2 мин).

  • Приветствие (на казахском, русском языках).

  • Объявление темы и задач урока (кратко).

  1. Актуализация знаний.

  1. Проведение теста-контроля по пройденному материалу.

А1. Отдельная порция электромагнитной энергии, поглощаемая атомом называется:

  1. джоулем;

  2. электрон-вольтом;

  3. квантом;

  4. электроном.

А2. Гипотезу о том, что атомы испускают электромагнитную энергию отдельными порциями, выдвинул:

1) М. Фарадей;

2) Д. Джоуль;

3)М. Планк;

4)А. Эйнштейн.

А3. Импульс фотона определяется формулой:

1) p=h/λ;

2)E=hν ;

3) V=S/t;

4)m= / c2 ;

А4. Энергия кванта пропорциональна:

1) длине волны;

2) времени излучения;

3) скорости кванта

4)частоте колебаний;

А5. Энергия фотонов при уменьшении длины световой волны в 2 раза

1) уменьшается в 2 раза;

2) увеличивается в 2 раза;

3)уменьшается в 4 раза ;

4) увеличивается в 4 раза

В. Если энергия первого фотона в 4 раза больше энергии второго , то отношение импульса первого фотона к импульсу второго фотона равна: 4

  1. Выполняется у доски задача.

С. Найти длину волны фотона, у которого импульс равен 10 кг м /с. Чему равна энергия этого фотона?

Дано:

Р=10кг м/с

h=6.63 10-34Дж с

с=3 108м/с .

λ-? Е-?

Решение:

Е==hc/λ

ν=c/λ,отсюда имеем:

р=mc=/c=h/λ.отсюда λ=h/p/

λ=6.63 10-34Дж с/10 кг м /с=6.63 10-35 м

Е=(6.63 10-34Дж с 3 108м/с)/ 6.63 10-35 м=3 109 Дж.


Фронтальный опрос : ( ответы даются на казахском, английском и русских языках)

1.В чём суть гипотезы М. Планка?

Свет может излучаться отдельными порциями световой энергии-квантами или фотонами.

2.От чего зависит энергия кванта излучения?

энергия кванта излучения зависит от частоты излучения

3.Докончить предложение: Фотон это…

- световой квант. Фотоном можно назвать и квант любых электромагнитных волн

4. Как зависит масса движущегося фотона от частоты света?

с увеличением частоты света, масса увеличивается

5. Единица измерения импульса фотона?

Дж с/м


Объяснение нового материала.

В 1865 году Максвелл показал теоретически, что свет представляет собой электромагнитные волны порядка 400-800 нм. Теория Максвелла, подтвержденная опытами Генриха Герца, связывает оптические, электрические и магнитные свойства вещества.

1hello_html_m1346d653.gif865 ГерцМаксвелл свет – электромагнитная волна.

Однако по мере развития физики стали накапливаться и такие факты, которые не согласовывались не с классической теорией излучения, ни с волновыми представлениями о природе света.

Чтобы достигнуть согласия между теорией и опытом, надо было принять, что свет излучается и поглощается отдельными порциями (квантами). Это означало, что свет обладает свойствами не только волн, но и частиц.

Квантовая теория света была выдвинута Максом Планком 14 декабря 1900 года на собрании Немецкого физического общества, где он высказал мысль о том, что энергия излучения состоит из отдельных малых и неделимых частей – квантов или фотонов.

1hello_html_6820dc64.gif900 Макс свет излучается и поглащается отдельными

14 дек Планк порциями - квантами


Согласно квантовой теории каждый фотон (квант) имеет энергию:


hello_html_3518ba2b.gif

ν – частота испускаемого излучения

h = 6,62 10-34Дж с – постоянная Планка


Явление же фотоэффекта было открыто Генрихом Герцем. Однако в России исследованием этого явления занимался Александр Григорьевич Столетов. Его имя по праву стоит в числе первооткрывателей фотоэффекта.

А теперь давайте выясним на опытах в чем суть этого явления.

Опыт №1. Цинковую пластину зарядили отрицательно от эбонитовой палочки.

Засечь время разрядки электрометра и занести данные в таблицу.


Опыт №2. Цинковую пластину зарядить положительно от стеклянной палочки.

При облучении светом пластинки, стрелка электрометра не подвижна.

Почему пластинка не теряет заряд под действием света?


Опыт 3. Медную пластинку зарядим отрицательно. Записать время разрядки

электрометра в таблицу. Давайте сравним результаты.

Почему время не одинаковое, в чём может быть причина?

Итак, а теперь давайте подведём итог нашим опытам и рассуждениям и сделаем выводы:

  1. Тело теряет заряд только в том случае, если оно заряжено отрицательно.

  2. Причиной ухода зарядов в цинковой пластине является свет, причём под действием квантов света выбиваются только электроны.

  3. Интенсивность выбивания электронов зависит от рода металла.


И на основе данных выводов можно дать определение фотоэффекта.

Фотоэффект-явление вырывания электронов из вещества под действием света.

Во времена первых исследований фотоэффекта его природа была не известной, так как сами электроны в то время ещё не были открыты. Потерю заряда при этом пытались объяснить вырыванием светом мельчайших металлических частичек.

Однако в 1987 г. Томсон открыл электрон и через 2 года в 1989 году немецкий физик Филипп Ленард доказал, что мельчайшие металлические частички вырванные светом и есть электроны.

Развитие науки показало, что гипотеза Бланка оказалась предвестником революции в физике. Она привила к рождению новой теории света и вещества - квантовой механике.

Физический смысл гипотезы Бланка раскрыл А. Эйнштейн, предположив, что свет обладает корпускулярными свойствами, то есть свойствами частиц. Частицы света в последствии назвали фотонами. Предположение Эйнштейна позволило объяснить уже знакомые нам явления фотоэффекта, о чём мы поговорим чуть-чуть позже.

А сейчас нам предстоит узнать от чего зависит число вырванных светом с поверхности вещества фотоэлектронов, какова зависимость количества электронов от интенсивности световой волны.

И зразу давайте обратимся к рисунку ______ на странице ______ в учебнике. На рисунки изображена схема установки для исследования фотоэффекта.

В баллон, из которого откачен воздух, помешены электроды. Поток света падает на электрод 1 и вырывает из него электроны. Часть этих электронов попадает на электрод 2, в результате между анодом и катодом возникает ток, который называется фототоком.

Прежде чем дать определение фототоку, давайте вспомним, что называют электрически током?

Электрический ток – это упорядоченное движение заряженных частиц.

Соответственно, что называют фото током?

Фототок – движение вырванных светом из катода электронов.

Силу фототока измеряют миллиампером или гальванометром; напряжение между электродами измеряется вольтметром.

С помощью такой установки можно измерить число ежесекундно вырванных светом электронов, а так же максимальную кинетическую энергию вырванных электронов.

Исследуя зависимость фототока от приложенного напряжения, А.Г. Столетов установил, что он не подчиняется закону Ома. На рисунки ____ б изображен график зависимости фототока от напряжения между электродами при неизменном освещении пластинки.

Из графика видно, что фототок сначала растёт, а затем при сравнительно не большом напряжении перестаёт расти.

Максимальное значение фототока называют фототоком насыщения.

Ели изменить полярность источника напряжения, то сила тока уменьшится и при не котором задерживающем напряжении она станет равной нулю. В этом случае электрический ток тормозит фотоэлектроны до полной остановки, а затем возвращает их на катод.

Фотоэлектрон – электрон, вырванный светом из вещества.

И еще одно очень важное замечание, на которое я хочу обратить ваше внимание.

Если электроны, вырванные светом, покидают вещество, то такой фотоэффект называют внешним.

Итак, давайте еще раз повторим основные понятия:

  1. фототок

  2. фотоэлектрон

  3. фототок насыщения

  4. фотоэффект

  5. в каком случае тело теряет заряд.


А теперь нам предстоит знакомство с законами фотоэффекта и я предлагаю вам посмотреть кинофильм «Фотоэффект» и ответить на вопросы после его просмотра:

  1. Как двигаются фотоэлектроны.

  2. От чего зависит величина фототока.

  3. Какие лучи вызывают фотоэффект.

  4. От чего зависит кинетическая энергия фотоэлектронов.

  5. Что называется красной границей фотоэффекта.


Хочу обратить ваше внимание, что в фильме использованы подлинные приборы А.Г.Столетова.

Провести опрос по вопросом и в учебнике на с. 315 прочитать законы вслух и записать их в тетрадь.

Объяснение законов фотоэффекта дал в 1905 году Альберт Эйнштейн на основе гипотезы Планка.

1905 г. Эйнштейн – объяснил законы фотоэффекта

Исходя из закона сохранения и превращения энергии, Эйнштейн математически записал уравнение для энергетического баланса при внешнем фотоэффекте:


hello_html_m7123d954.gif


– энергия фотона, которая идет на работу выхода А электрона из металла и сообщение ему кинетической энергии.

Работа выхода – минимальная работа, которую нужно совершить для выхода электрона из вещества.

За уравнение для фотоэффекта в 1921 году Эйнштейну была присуждена Нобелевская премия.

Квантовая теория дает следующие объяснения законам фотоэффекта.

При увеличении интенсивности монохроматического излучения растет число поглощенных металлом квантов, а следовательно и число вылетающих из него электронов, поэтому фототок прямо пропорционален интенсивности излучения (1 закон).

Что называют фототоком?

Что называют фототоком насыщения?

Из уравнения Эйнштейна видно, что кинетическая энергия вылетающих электронов зависит только от рода металла, состояния его поверхности и частоты (или длины волны) излучения, то есть величины энергии квантов и не зависит от интенсивности излучения (2 закон).

Что называют фотоэлектроном?

Если величина энергии квантов меньше работы выхода, то при любой интенсивности излучения электроны вылетать не будут (3 закон).

Что называют работой выхода?

Из сказанного следует, что фотоэффект наблюдается только при облучении вещества светом с частотой большей или равной критической νmin.

Красной границей фотоэффекта называют минимальную частоту света, ниже которой фотоэффект не наблюдается:

hello_html_m1ba9d860.gif

Эта граница для разных веществ различна, так как работа выхода зависит от рода вещества. При этом кинетическая энергия электронов равна нулю.

Рефлексия.

hello_html_2d449678.gif


hello_html_m130f37d7.gif

Домашнее задание: §6.5


Подайте заявку сейчас на любой интересующий Вас курс переподготовки, чтобы получить диплом со скидкой 50% уже осенью 2017 года.


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

Автор
Дата добавления 19.03.2016
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров912
Номер материала ДВ-539793
Получить свидетельство о публикации
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