Конспект урока по физике по теме "Решение задач по теме "Световые кванты"

Тема: Решение задач по теме «Световые кванты. Строение атома»

Задачи:
Образовательные:

• повторение, коррекция и закрепление знаний по теме;
• контроль уровня усвоения теоретического материала, умения применять знания при решении задач различной степени сложности как количественных, так и качественных.
• продолжить подготовку учащихся к сдаче ЕГЭ

Развивающие:

• развитие умения обобщать материал, применять знания при решении задач.

Воспитательные:

• воспитание культуры сотрудничества при работе в группах.

В целях сохранения высокой работоспособности в течение всего времени урока использован материал разного уровня сложности

Ход урока

I. Орг момент

II. Актуализация знаний

1). Из каких противоречий возникла квантовая теория?

2). Записать и пояснить формулу Планка.

3). Что является доказательством квантовой природы света?

4) Что называется фотоэффектом? Кто открыл это явление?

5). Сформулировать законы фотоэффекта.

6). Записать уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.

7). Что называется красной границей фотоэффекта?

8). Перечислите свойства фотона.

9). Что такое дуализм света?

10). Как объясняла волновая оптика и квантовая теория давление света?

11) Каково строение атома до и после опытов Резерфорда?

12) Сформулируйте постулаты Бора.

III. Решение графических задач Слайды

1.      Какой график соответствует зависимости максимальной кинетической энергии фотоэлектронов Е от частоты падающих на вещество фотонов при фотоэффекте  (3)

2.      Снимаются вольтамперные характеристики вакуумного фотоэлемента. Максимальному числу фотонов, падающих на фотокатод за единицу времени, соответствует характеристика: (4)

3.      Четырёх учеников попросили нарисовать общий вид графика зависимости максимальной энергии Ек электронов, вылетевших из пластины в результате фотоэффекта, от интенсивности падающего света. Какой из  а–г графиков выполнен правильно? (г)

4.      Какой из графиков  а–г соответствует зависимости максимальной скорости фотоэлектронов от энергии падающих на вещество фотонов? (б)

5.      Фотоэлектроны, вылетающие из металлической пластины, тормозятся электрическим полем. Пластина освещена, энергия фотонов 3,2 эВ. На рисунке приведён график зависимости фототока от запирающего напряжения. Определите работу выхода электронов. (2 эВ)

 

                        (1)

IV. Самостоятельная работа

Групповая работа

Каждой группе предлагается решить задачу различного уровня сложности. По итогам работы в группах проходит проверка. Каждая группа представляет решение своей задачи. Решение оформляется на доске, члены других групп проверяют, если есть ошибки исправляют, оформляют решение в тетрадях.

Задача 1 (А 25)

Один из способов измерения постоянной Планка основан на определении максимальной кинетической энергии фотоэлектронов с помощью измерения задерживающего напряжения. В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов.

Задерживающее напряжениеU, B	0,40	0,90
Частота света ν, 1014Гц	5,50	6,90

Дано:                         W_К1=е U_З1                       но из уравнения Эйнштейна

ν₁=5,5·10¹⁴ Гц              W_К2=е U_З2                      hν₁=A_вых+ W_К1                          hν₁=A_вых+ е U_З1                   вычитаем

ν₂=6,9·10¹⁴ Гц                                    hν₂=A_вых+ W_К2                              hν₂=A_вых+ е U_З2

U_З1=0,4 В               

U_З2=0,91 В                       h(ν₂ – ν₁)=e(U_З2 – U_З1)              h =

h –?                                         h = =5,7·10^-34 (Дж с)

Задача 2.

Определите кинетическую энергию и скорость фотоэлектронов, вылетающих из катода, изготовленного из оксида бария при его освещении зеленым светом с длиной волны 550 нм. Работа выхода электрона 1,2 эВ.

Дано:                    

λ=550·10^{-9 м}                         h= А_вых+ W_к                     W_к= h– А_вых

А_вых=1,2 эВ =                           W_к=                              υ=

=1,92·10^-19 Дж   

 

    W_к –?   υ –?                                  W_к=1,68·10^-19 (Дж)                      υ=0,6·10⁶ м/с

Задача 3.

Фотокатод с работой выхода 4,42· 10^-19 Дж освещается светом. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 2 · 10^-4 тл перпендикулярно линиям индукции этого поля и движутся по окружностям. Максимальный радиус такой окружности 2 см. какова частота ν падающего света?

Решение.

Электрон в магнитном поле движется по окружности радиуса со скоростью и центростремительным ускорением . Ускорение вызывается силой Лоренца F=evB в соответствии со вторым законом Ньютона: ma=F или .

Для определения максимальной скорости движения электрона воспользуемся уравнением Эйнштейна для фотоэффекта: . Подставляя в это уравнение скорость электрона, получим выражение для частоты света .

ν=10¹⁵ Гц

Задача 4.

Решение

V. Отчет группы у доски

V.  Тренировочное тестирование

Ответы

№ задания	I вариант	II вариант
А1	4	2
А2	1	2
А3	1	4
А4	1	3
А5	1	2
В1	А-3 Б-1 В-1	А-2 Б-1
В2	А-4 Б-2 В-1	А-2 Б-3 В-1

Домашнее задание

 повторить Глава 11, 12, карточка

• 1 слайд

  Решение задач по теме «Световые кванты. Строение атома»
  

• 2 слайд

  Вопросы:
  1) Из каких противоречий возникла квантовая теория?
  2) Записать и пояснить формулу Планка.
  3) Что является доказательством квантовой природы света?
  4) Что называется фотоэффектом? Кто открыл это явление?
  5) Сформулировать законы фотоэффекта.
  6) Записать уравнение Эйнштейна для фотоэффекта.
  7) Что называется красной границей фотоэффекта?
  8) Перечислите свойства фотона.
  9) Что такое дуализм света?
  10) Как объясняла волновая оптика и квантовая теория давление света?
  11) Каково строение атома до и после опытов Резерфорда?
  12) Сформулируйте постулаты Бора.
  

• 3 слайд

  Какой график соответствует зависимости максимальной кинетической энергии фотоэлектронов Е от частоты падающих на вещество фотонов при фотоэффекте
  

• 4 слайд

  Снимаются вольтамперные характеристики вакуумного фотоэлемента. Максимальному числу фотонов, падающих на фотокатод за единицу времени, соответствует характеристика:
  

• 5 слайд

  Четырёх учеников попросили нарисовать общий вид графика зависимости максимальной энергии Ек электронов, вылетевших из пластины в результате фотоэффекта, от интенсивности падающего света. Какой из а–г графиков выполнен правильно?
  

• 6 слайд

  Какой из графиков а–г соответствует зависимости максимальной скорости фотоэлектронов от энергии падающих на вещество фотонов?
  

• 7 слайд

  Фотоэлектроны, вылетающие из металлической пластины, тормозятся электрическим полем. Пластина освещена, энергия фотонов 3,2 эВ. На рис. 16 приведён график зависимости фототока от запирающего напряжения. Определите работу выхода электронов.
  

• 8 слайд

• 9 слайд

  1. Один из способов измерения постоянной Планка основан на определении максимальной кинетической энергии фотоэлектронов с помощью измерения задерживающего напряжения. В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов.
  Задачи:
  2. Определите кинетическую энергию и скорость фотоэлектронов, вылетающих из катода, изготовленного из оксида бария при его освещении зеленым светом с длиной волны 550 нм. Работа выхода электрона 1,2 эВ.
  
  3. Фотокатод с работой выхода 4,42· 10-19 Дж освещается светом. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 2 · 10-4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля и движутся по окружностям. Максимальный радиус такой окружности 2 см. какова частота ν падающего света?
  
  

• 10 слайд

  4.
  

• 11 слайд

  Домашнее задание:
  повторить Глава 11, 12; карточка
  

• 12 слайд

I вариант

А1 Фотоэффект – это

1) свечение металлов при пропускании по ним тока

2) нагрев вещества при его освещении

3) синтез глюкозы в растениях под действием солнечного света

4) выбивание электронов с поверхности металла при освещении его светом

А2 Количество вырванных электронов при фотоэффекте с увеличением интенсивности падающего света

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

4) увеличивается при уменьшении в зависимости от рода вещества

А3 Если скорость фотоэлектронов, выбиваемых светом с поверхности увеличится в 3 раза, то задерживающая напряжение в установке по изучению фотоэффекта должна

1) увеличиться в 9 раз

2) уменьшится в 9 раз

3) увеличится в 3 раза

4) уменьшится в 3 раза

А4 Металлическую пластинку освещают светом с энергией 6,2 эВ. Работа выхода для металла пластины равна 2,5 эВ. Какова максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов

1) 3,7 эВ                        2) 6,2 эВ

3) 2,5 эВ                        4) 8,7 эВ

А5 Фотоэлемент освещают светом с определенной часто­той и интенсивностью. На рисунке справа представлен график зависимости силы фототока в этом фотоэлементе от приложенного к нему напряжения. В случае увеличения частоты падающего света без из­менения его интенсивности график изменится. На каком из приведенных рисунков правильно показано изменение графика?

                   

                         

В2 Квант света выбивает электрон из металла. Как изменятся при увеличении энергии фотона в этом опыте следующие три величины: работа выхода электрона из металла, максимальная возможная скорость фотоэлектрона; его максимальная кинетическая энергия?

Для каждой величины определите соответствующий характер изменения:

Величина

А) Работа выхода

Б) Максимальная скорость

В)Максимальная кинетическая энергия

Характер изменения:

1) увеличится

2) уменьшится

3) не изменится

В3 Укажите математические выражения физических законов и величин

Физические законы и величины

А) Формула Планка

Б) Кинетическая энергия

В) Работа выхода

Выражения

1)

2)

3)

4)

II вариант

А1 Внешний фотоэффект – это явление

1) почернения фотоэмульсии под действием света

2) вырывания электронов с поверхности вещества под действием света

3) свечение некоторых веществ в темноте

4) излучения нагретого твердого тела

А2 Фототок насыщения при фотоэффекте с уменьшением падающего светового потока

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

4) увеличивается при фотоэффекте в зависимости от работы выхода

А3 Если скорость фотоэлектронов, выбиваемых светом с поверхности катода, при уменьшении частоты света, уменьшается в 2 раза, то задерживающее напряжение в установке по изучению фотоэффекта должна

1) увеличиться в 2 раза                             2) уменьшится в 2 раза

3) увеличиться в 4 раза                             4) уменьшится в 4 раза

А4 Пластина из никеля освещается светом, энергия фотонов которого равна 7 эВ. При этом, в результате фотоэффекта, из пластины вылетают электроны с энергией 2,5 эВ. Какова работа выхода электронов из никеля?

1) 9,5 эВ                        2) 7 эВ

3) 4,5 эВ                        4) 2,5 эВ

А5 Фотоэлемент освещают светом с определенной часто­той и интенсивностью. На рисунке справа представлен график зависимости силы фототока в этом фотоэлементе от приложенного к нему напряжения. В случае увеличения интенсивности падающего света без изменения частоты график изменится. На каком из приведенных рисунков правильно показано изменение графика?

                   

                         

В1 Укажите соответствия между физическими понятиями и их определениями

Физические величины

А) длина волны де Бройля

Б) работа выхода

Определения и формулы

1)

2)

3)

4)

В2 Установите соответствия между научными открытиями и именами ученых, которым эти открытия принадлежали

Физические законы и открытия

А) Закон сохранения энергии для фотоэффекта

Б) Явление фотоэффекта

В) Законы фотоэффекта

Имена и фамилии ученых

1) А.Г. Столетов

2) А. Эйнштейн

3) Г. Герц

4)А.С. Попов

Задача 1 (А 25)

Один из способов измерения постоянной Планка основан на определении максимальной кинетической энергии фотоэлектронов с помощью измерения задерживающего напряжения. В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов.

Задерживающее напряжениеU, B	0,40	0,90
Частота света ν, 1014Гц	5,50	6,90

Задача 2.

Определите кинетическую энергию и скорость фотоэлектронов, вылетающих из катода, изготовленного из оксида бария при его освещении зеленым светом с длиной волны 550 нм. Работа выхода электрона 1,2 эВ.

Задача 3.

Фотокатод с работой выхода 4,42· 10^-19 Дж освещается светом. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 2 · 10^-4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля и движутся по окружностям. Максимальный радиус такой окружности 2 см. какова частота ν падающего света?

Задача 4.