Конспект урока по физике Решение задач "Законы фотоэффекта" (11 класс)

Урок Решение задач. Фотоэффект. Законы фотоэффекта. 11класс

                                                            Учитель Смирнова С.Г.

                                                            г. Саранск, МОУ «Луховский лицей»

Тип урока: Урок-практикум.

Цель урока: Привить умение применять законы фотоэффекта    при решении расчетных задач

 Задачи урока:

Образовательные: повторить понятие фотоэффекта, красной границы фотоэффекта, задерживающего напряжения. Привить умение применять законы фотоэффекта    при решении расчетных задач

Развивающие: развивать внимание и речь, совершенствовать навыки самостоятельной работы.

Воспитательные  формировать целостное представление обучающихся о мире (природе, обществе и самом себе), о роли и месте физики в системе наук.

Оборудование:  компьютер учителя, мультимедийный проектор, Физика 7-11 Библиотека электронных наглядных пособий. “Кирилл и Мефодий”.

Ход урока

1. Орг.момент

2. Организация внимания учащихся

Тема нашего урока: Решение задач «Законы фотоэффекта»

Сегодня мы вспомним законы фотоэффекта и научимся применять эти законы при решении задач

3. Актуализация опорных знаний

Прежде чем перейти к решению задач, предлагаю проверить как вы к этому готовы.

Фронтальный опрос:

1.     Что называют фотоэффектом?

2.     На что расходуется энергия фотона, падающего на металл?

3.     От чего зависит количество электронов, вылетающих с поверхности металла в единицу времени?

4.     Нарисовать график зависимости силы тока от напряжения в установке по исследованию фотоэффекта

5.     Что такое ток насыщения?

6.     Почему при отсутствии напряжения сила тока не равна нулю?

7.     Как добиться того, чтобы сила тока стала равна нулю?

8.     От чего зависит максимальная кинетическая энергия вырванных фотоэлектронов? (опишите опыт)

9.     От чего зависит задерживающее напряжение?

10. Запишите все возможные варианты формулы Эйнштейна для фотоэффекта

Решение задач. Учитель на экране показывает слайд с условием задачи, обучающиеся  предлагают идею решения и самостоятельно оформляют решение.

1. Максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из металла под действием света, равна 1,2 эВ. Если уменьшить длину волны падающего света в 2 раза, то максимальная кинетическая энергия электронов, вылетающих из этого же металла, станет равной 3,95 эВ. Определите энергию падающих фотонов в первом случае.

Решение.

1. Запишем формулу Эйнштейна для фотоэффекта:

,

где  - кинетическая энергия электронов; A – работа выхода. Если длину волны λ уменьшить в 2 раза, то частота света  возрастет в 2 раза, то есть . Учитывая, что работа выхода A не меняется при изменении длины волны падающего света, то для обоих случаев можно записать:

Так как энергия фотонов равна , имеем:

 эВ.

2. Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых 10 эВ. Энергия фотонов в 3 раза больше работы выхода фотоэлектронов. Какова энергия фотонов?

Решение.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта имеет вид:

,

где  эВ – максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов; A – работа выхода; hv – энергия фотонов. Так как A=hv:3 по условию задачи, то получаем:

 эВ.

3. Металлическую пластину освещают монохроматическим светом с длиной волны λ = 531 нм. Каков максимальный импульс фотоэлектронов, если работа выхода электронов из данного металла Авых = 1,73 • 10^-19 Дж?

Решение.

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта

,

где h – постоянная Планка; c – скорость света в вакууме;  - кинетическая энергия фотоэлектронов. Кинетическая энергия определяется также выражением

,

где  - масса электрона;  - максимальная скорость фотоэлектронов. Объединяя данные формулы, имеем:

На дом: условия задач распечатаны для каждого обучающегося

1. Металлическую пластину освещают монохроматическим светом с длиной волны λ = 531 нм. Какова максимальная скорость фотоэлектронов, если работа выхода электронов из данного металла Авых =1,2 эВ?

Решение.

Согласно уравнению Эйнштейна для фотоэффекта

,

отсюда получим:

Ответ:  м/с.

2. Поток фотонов выбивает из металла фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых 10 эВ. Энергия фотонов в 3 раза больше работы выхода фотоэлектронов. Какова энергия фотонов?

Решение.

Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта имеет вид:

,

где  эВ – максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов; A – работа выхода; hv – энергия фотонов. Так как A=hv:3 по условию задачи, то получаем:

 эВ.