Конспект к уроку по теме "Понятие фотона".

Понятие фотона.

1. Фото́н — элементарная частица, квант электромагнитного излучения (в узком смысле — света). Это безмассовая частица, способная существовать в вакууме только двигаясь со скоростью света. Электрический заряд фотона также равен нулю.

2. С точки зрения классической квантовой механики, фотону как квантовой частице свойственен корпускулярно-волновой дуализм, он проявляет одновременно свойства частицы и волны.

3. Квантовая электродинамика описывает фотон как частицу, обеспечивающую электромагнитное взаимодействие: фотоны являются квантами-переносчиками электромагнитного поля и обеспечивают взаимодействие между двумя электрическими или магнитными зарядами.

4. Фотон — самая распространённая по численности частица во Вселенной.

История развития концепции фотона

В большинстве теорий, разработанных до XVIII века, свет рассматривался как поток частиц. Одна из первых таких теорий была изложена в «Книге об оптике» Ибн ал-Хайсамом в 1021 году. В ней учёный представлял световой луч в виде потока мельчайших частиц, которые «испытывают нехватку всех заметных качеств, кроме энергии». Так как подобные модели не смогли объяснить такие явления как рефракция, дифракция и двойное лучепреломление, была предложена волновая теория света, основателями которой стали Рене Декарт (1637), Роберт Гук (1665)^], и Христиан Гюйгенс (1678)^]. Однако модели, основанные на идее дискретного строения света, оставались доминирующими, во многом из-за влияния авторитета Исаака Ньютона, придерживавшегося этих теорий. В начале XIX века Томас Юнг и Огюстен Френель наглядно продемонстрировали в своих опытах явления интерференции и дифракции света, после чего примерно к 1850 году волновые модели стали общепринятыми. В 1865 году Джеймс Максвелл предположил в рамках своей теории, что свет — это электромагнитная волна. В 1888 году эта гипотеза была подтверждена экспериментально Генрихом Герцем, обнаружившим радиоволны.

5. Основные свойства фотона

ü Является частицей электромагнитного поля.

ü Движется со скоростью света.

ü Существует только в движении.

ü Остановить фотон нельзя: он либо движется со скоростью, равной скорости света, либо не существует; следовательно, масса покоя фотона равна нулю.

6. Энергия фотона

Согласно теории относительности энергия всегда может быть вычислена как

7. Масса фотона

Импульс фотона

Импульс фотона направлен по световому пучку.

9. Наличие импульса подтверждается экспериментально: существованием светового давления.

10. Обозначения:

E – энергия фотона (Джоуль, Дж)

m – масса фотона (килограмм, кг)

с – скорость света (метр в секунду, м/с) с= 300 000 000 м/с

$~h=6{,}626\ 069\ 57(29)\times10^{-34}$ - коэффициент пропорциональности

$~\hbar\equiv\frac{h}{2\pi}$ :

$~\hbar=1,054\ 571\ 726(47)\times 10^{-34}$ Дж·c – постоянная Планка

p – импульс фотона (кг м/с)

$\nu$ — частота волны (Герц, Гц)

$\lambda$ - длина волны (метр, м)

Скачать материал

Скачать материал "Конспект к уроку по теме "Понятие фотона"."

Настоящий материал опубликован пользователем Якушевич Ольга Ивановна. Инфоурок является информационным посредником и предоставляет пользователям возможность размещать на сайте методические материалы. Всю ответственность за опубликованные материалы, содержащиеся в них сведения, а также за соблюдение авторских прав несут пользователи, загрузившие материал на сайт

Как учитель может зарабатывать на Инфоурок?

Скачать материал

- 12.01.2015 4738
- DOCX 32.8 кбайт
- 63 скачивания
- Оцените материал:
Если Вы считаете, что материал нарушает авторские права либо по каким-то другим причинам должен быть удален с сайта, Вы можете оставить жалобу на материал.
Удалить материал
Автор материала

Якушевич Ольга Ивановна
учитель физики и обществознания
- На сайте: 10 лет и 8 месяцев
- Подписчики: 4
- Всего просмотров: 80952
- Всего материалов: 28
Об авторе

Категория/ученая степень: Высшая категория

Место работы: МАОУ В(С)ОШ № 13 города Тюмени

Окончила Свердловский государственный педагогический институт по специальности учитель физики, стаж работы в школе - 30 лет. Педагогическое кредо «Относиться к ученику, как к своему ребенку – требовательно, но с добром. Плохих детей не бывает!». Последние 10 лет работаю в вечерней школе при исправительной колонии строгого режима.

Подробнее об авторе

"Фотоны. Формула Планка. Энергия и импульс фотона" (конспект урока + презентация + карточки)

Файл будет скачан в форматах:

pdf
docx
pptx

546

137

05.02.2025

Физика

11 класс

Материал разработан автором:

Кодрул Елена Николаевна

учитель физики

Разработок в маркетплейсе: 184

Покупателей: 5 069

Настоящая методическая разработка опубликована пользователем Кодрул Елена Николаевна. Инфоурок является информационным посредником

Методическая разработка посвящена изучению темы «Фотоны. Формула Планка. Энергия и импульс фотона» и включает: Конспект урока План изучения нового материала: История становления квантовой теории. Проблема распределения энергии в спектре излучения абсолютно черного тела. Формула Планка: гипотеза о квантовании энергии. Фотоны: природа и основные свойства. Энергия фотона и её связь с частотой излучения. Импульс фотона и его зависимость от длины волны. Масса системы фотонов и влияние теории относительности. Способы излучения и поглощения фотонов. Давление света и его вычисление. Для закрепления изученного материала предложено 1) Решение задач (развернутое решение для учителя): Расчет энергии фотона по заданной длине волны. Определение импульса фотона при известной длине волны. Вычисление частоты излучения при заданном импульсе. Определение длины волны фотона, имеющего энергию, эквивалентную кинетической энергии протона. Расчет количества фотонов, падающих на поверхность при известной мощности света. Вычисление энергии, передаваемой светом абсолютно черному телу. 2) Работа с карточками (3 варианта по 3 задания, ответы для учителя): Вариант 1 Вычисление энергии фотона по заданной частоте. Определение импульса фотона при известной длине волны. Вычисление энергии одного фотона лазера и количества фотонов, испущенных за 1 секунду. Вариант 2 Определение длины волны фотона по его энергии. Вычисление импульса фотона при известной энергии. Сравнение энергии и импульса двух фотонов с разными длинами волн. Вариант 3 Определение частоты фотона по его импульсу. Анализ изменения энергии фотона при увеличении его частоты в два раза. Сравнение энергии рентгеновского фотона с энергией фотона видимого света. Презентация иллюстрирует теоретический материал

Краткое описание методической разработки

Методическая разработка посвящена изучению темы «Фотоны. Формула Планка. Энергия и импульс фотона» и включает:

Конспект урока

План изучения нового материала:

История становления квантовой теории.
Проблема распределения энергии в спектре излучения абсолютно черного тела.
Формула Планка: гипотеза о квантовании энергии.
Фотоны: природа и основные свойства.
Энергия фотона и её связь с частотой излучения.
Импульс фотона и его зависимость от длины волны.
Масса системы фотонов и влияние теории относительности.
Способы излучения и поглощения фотонов.
Давление света и его вычисление.

Для закрепления изученного материала предложено

1) Решение задач (развернутое решение для учителя):

Расчет энергии фотона по заданной длине волны.
Определение импульса фотона при известной длине волны.
Вычисление частоты излучения при заданном импульсе.
Определение длины волны фотона, имеющего энергию, эквивалентную кинетической энергии протона.
Расчет количества фотонов, падающих на поверхность при известной мощности света.
Вычисление энергии, передаваемой светом абсолютно черному телу.

2) Работа с карточками (3 варианта по 3 задания, ответы для учителя):

Вариант 1

Вычисление энергии фотона по заданной частоте.
Определение импульса фотона при известной длине волны.
Вычисление энергии одного фотона лазера и количества фотонов, испущенных за 1 секунду.

Вариант 2

Определение длины волны фотона по его энергии.
Вычисление импульса фотона при известной энергии.
Сравнение энергии и импульса двух фотонов с разными длинами волн.

Вариант 3

Определение частоты фотона по его импульсу.
Анализ изменения энергии фотона при увеличении его частоты в два раза.
Сравнение энергии рентгеновского фотона с энергией фотона видимого света.

Презентация иллюстрирует теоретический материал

Развернуть описание

Файл будет скачан в форматах:

pdf
docx
pptx

Физика

11 класс

05.02.2025

546

137

Материал разработан автором:

Кодрул Елена Николаевна

учитель физики

Разработок в маркетплейсе: 184

Покупателей: 5 069

Курс повышения квалификации

Карьерное консультирование и профориентация

Сейчас обучается 80 человек из 28 регионов
Этот курс уже прошли 69 человек

Курс повышения квалификации

Организация проектно-исследовательской деятельности в ходе изучения курсов физики в условиях реализации ФГОС

72 ч. — 180 ч.

699 руб.

Подать заявку О курсе

Сейчас обучается 202 человека из 58 регионов
Этот курс уже прошли 840 человек

Курс повышения квалификации

ЕГЭ по физике: методика решения задач

36 ч. — 180 ч.

699 руб.

Подать заявку О курсе

Сейчас обучается 275 человек из 61 региона
Этот курс уже прошли 1 265 человек

Курс повышения квалификации

Особенности подготовки к сдаче ОГЭ по физике в условиях реализации ФГОС ООО

36 ч. — 180 ч.

699 руб.

Подать заявку О курсе

Сейчас обучается 201 человек из 50 регионов
Этот курс уже прошли 840 человек

Смотреть ещё 6 054 курса

Краткое описание документа:

Предлагаемый конспект урока по физике в 11 классе "Понятие фотона" предлагается как дополнительная иллюстрация к рассказу учителя по данной теме. Это конспект для ученика, который они могут перенести в свою рабочую тетрадь после эвристической беседы на уроке, а также пользоваться этой распечаткой на следующем уроке,особенно используя формулы при решении количественных и качественных задач. Историю развития концепции фотона можно предложить для индивидуального сообщения ученику, а можно просто прочитать вместе на уроке или дополнительных занятиях по физике.