Добавить материал и получить бесплатное свидетельство о публикации в СМИ
Эл. №ФС77-60625 от 20.01.2015
Инфоурок / Физика / Конспекты / Урок по физике 9 класс 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: 24 мая.

Подать заявку на курс
  • Физика

Урок по физике 9 класс Фотоэффект

Выбранный для просмотра документ Урок в 9 классе по физике. Фотоэффект.ppt

библиотека
материалов
Урок в 9 классе “Явление фотоэффекта. Формула Эйнштейна”. (объяснение нового...
Цели урока: Образовательная: Изучить явление фотоэффекта, формулу Эйнштейна д...
Ход урока Организационный момент Повторение Изложение нового материала Рефлек...
Повторение Какое излучение называют тепловым? Что называют абсолютно черным т...
В декабре 2000 года мировая научная общественность отмечала столетний юбилей...
1. Фотоэффект. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Знать: основные особеннос...
2. Историческая справка. Фотоэффект - открыл немецкий физик Г. Герц в 1888 г....
3. Механизм фотоэффекта. Фотоэффект это явление при котором с поверхности вещ...
4. Опыты по фотоэффекту. 4. Опыты по фотоэффекту.
5. Законы фотоэффекта. (модель) 1) Количество вырванных фотоэлектронов зависи...
6. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. h ν =A+Ek Где: hν- энергия одного фот...
Рефлексия Что такое фотоэффект? Каковы условия возникновения фотоэффекта? Поч...
Закрепление: Упражнение 39, стр 176 Домашнее задание: § 50-51читать, сборник...
1 понравилось, интересно, настроение хорошее 2 3 неинтересно, скучно, без нас...
14 1

Описание презентации по отдельным слайдам:

№ слайда 1 Урок в 9 классе “Явление фотоэффекта. Формула Эйнштейна”. (объяснение нового
Описание слайда:

Урок в 9 классе “Явление фотоэффекта. Формула Эйнштейна”. (объяснение нового материала)

№ слайда 2 Цели урока: Образовательная: Изучить явление фотоэффекта, формулу Эйнштейна д
Описание слайда:

Цели урока: Образовательная: Изучить явление фотоэффекта, формулу Эйнштейна для объяснения данного эффекта и ее практическое применение для решения задач. Развивающая: Продолжить развитие логического мышления и познавательной активности. Воспитательная: Продолжить воспитание взаимоуважения и трудолюбия.

№ слайда 3 Ход урока Организационный момент Повторение Изложение нового материала Рефлек
Описание слайда:

Ход урока Организационный момент Повторение Изложение нового материала Рефлексия Закрепление Домашнее задание

№ слайда 4 Повторение Какое излучение называют тепловым? Что называют абсолютно черным т
Описание слайда:

Повторение Какое излучение называют тепловым? Что называют абсолютно черным телом? Как записать закон Стефана-Больцмана? Что не смогла объяснить классическая теория в теории излучения? Какое предположение сделал Планк? Как записать формулу Планка, какие величины в нее входят?

№ слайда 5 В декабре 2000 года мировая научная общественность отмечала столетний юбилей
Описание слайда:

В декабре 2000 года мировая научная общественность отмечала столетний юбилей возникновения новой науки – квантовой физики и открытие новой фундаментальной физической константы – постоянной Планка. Заслуга в этом принадлежит выдающемуся немецкому физику Максу Планку . Ему удалось решить проблему спектрального распределения света, излучаемого нагретыми телами, проблему, перед которой классическая физика оказалась бессильной. Планк первым высказал гипотезу о квантовании энергии осциллятора, несовместимую с принципами классической физики. Именно эта гипотеза, развитая впоследствии трудами многих выдающихся физиков, дала толчок процессу пересмотра и ломки старых понятий, который завершился созданием квантовой физики.

№ слайда 6 1. Фотоэффект. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Знать: основные особеннос
Описание слайда:

1. Фотоэффект. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. Знать: основные особенности фотоэффекта, законы фотоэффекта, теорию фотоэффекта, красная граница фотоэффекта. Уметь применять ЗУН для решения задач. Квантовая физика это раздел физики в котором изучают свойства микрообъектов ( молекулы, атомы, частицы и т. д). Фотоэффект это явление которое широко применяется на практике.

№ слайда 7 2. Историческая справка. Фотоэффект - открыл немецкий физик Г. Герц в 1888 г.
Описание слайда:

2. Историческая справка. Фотоэффект - открыл немецкий физик Г. Герц в 1888 г. Изучал это явление русский физик А.Г. Столетов. Теорию фотоэффекта разработал А. Эйнштейн в 1905 г.

№ слайда 8 3. Механизм фотоэффекта. Фотоэффект это явление при котором с поверхности вещ
Описание слайда:

3. Механизм фотоэффекта. Фотоэффект это явление при котором с поверхности вещества вырываются электроны под действием электромагнитного излучения (света). Фотон сталкивается с электроном, при этом передает ему всю свою энергию. Электрон отрывается от ядра и становится свободным.

№ слайда 9 4. Опыты по фотоэффекту. 4. Опыты по фотоэффекту.
Описание слайда:

4. Опыты по фотоэффекту. 4. Опыты по фотоэффекту.

№ слайда 10 5. Законы фотоэффекта. (модель) 1) Количество вырванных фотоэлектронов зависи
Описание слайда:

5. Законы фотоэффекта. (модель) 1) Количество вырванных фотоэлектронов зависит прямо пропорционально от мощности падающего излучения. 2) Кинетическая энергия фотоэлектронов зависит прямо пропорционально от частоты падающего излучения и не зависит от его мощности. Основные положения теории фотоэффекта: 1) электромагнитное излучение (свет) это поток частиц (фотонов), 2) при столкновении фотон передает энергию полностью электрону или совсем ее не передает, 3) используется закон сохранения энергии.

№ слайда 11 6. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. h ν =A+Ek Где: hν- энергия одного фот
Описание слайда:

6. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта. h ν =A+Ek Где: hν- энергия одного фотона, A – работа выхода, Ek – кинетическая энергия электрона. Работа выхода это работа которую совершает электрон отрываясь от ядра, преодолевая силы притяжения. h ν =A+eUз Условие фотоэффекта: энергия фотона должна быть не меньше работы выхода. A= h ν. Красная граница фотоэффекта это минимальная частота при которой происходит фотоэффект.

№ слайда 12 Рефлексия Что такое фотоэффект? Каковы условия возникновения фотоэффекта? Поч
Описание слайда:

Рефлексия Что такое фотоэффект? Каковы условия возникновения фотоэффекта? Почему фотоэффект не смогла объяснить волновая теория? Как записывается формула Эйнштейна? Что такое красная граница фотоэффекта? Обладает ли фотон импульсом и энергией? От каких параметров зависит фотоэффект?

№ слайда 13 Закрепление: Упражнение 39, стр 176 Домашнее задание: § 50-51читать, сборник
Описание слайда:

Закрепление: Упражнение 39, стр 176 Домашнее задание: § 50-51читать, сборник задач 9 класс № 16.2, 16.6, 16.8, дополнительное задание № 16.41

№ слайда 14 1 понравилось, интересно, настроение хорошее 2 3 неинтересно, скучно, без нас
Описание слайда:

1 понравилось, интересно, настроение хорошее 2 3 неинтересно, скучно, без настроения безразлично, все равно как

Выбранный для просмотра документ Урок по физике 9 класс. Фотоэффект.doc

библиотека
материалов

Урок в 9 классе по физике

Явление фотоэффекта. Формула Эйнштейна


Цель: Образовательная: Изучить явление фотоэффекта, формулу Эйнштейна для объяснения данного эффекта и ее практическое применение для решения задач.

Развивающая: Продолжить развитие логического мышления и познавательной активности.

Воспитательная: Продолжить воспитание взаимоуважения и трудолюбия.

Ход урока (слайд № 3)

  1. Организационный момент

  2. Повторение

  3. Изложение нового материала

  4. Рефлексия

  5. Закрепление

  6. Домашнее задание


План урока


1. Организационный момент. Сегодня на уроке мы с вами изучим новую тему Явление фотоэффекта. Формула Эйнштейна. Но прежде чем приступить к новой теме, повторим тему прошлого урока (Тепловое излучение. Гипотеза Планка).

2. Повторение (слайд № 4)

  1. Какое излучение называют тепловым?

  2. Что называют абсолютно черным телом?

  3. Как записать закон Стефана-Больцмана?

  4. Что не смогла объяснить классическая теория в теории излучения?

  5. Какое предположение сделал Планк?

  6. Как записать формулу Планка, какие величины в нее входят?


3. Изложение нового материала (слайд с 5 по 11)

Фhello_html_2bb442ba.pngотоэлектрический эффект был открыт в 1887 году немецким физиком Г. Герцем и в 1888–1890 годах экспериментально исследован А. Г. Столетовым. Наиболее полное исследование явления фотоэффекта было выполнено Ф. Ленардом в 1900 г. К этому времени уже был открыт электрон (Д. Томсон, 1897 г.), и стало ясно, что фотоэффект (или точнее – внешний фотоэффект) состоит в вырывании электронов из вещества под действием падающего на него света.

Схема экспериментальной установки для исследования фотоэффекта изображена на рис.

В экспериментах использовался стеклянный вакуумный баллон с двумя металлическими электродами, поверхность которых была тщательно очищена. К электродам прикладывалось некоторое напряжение U, полярность которого можно было изменять с помощью двойного ключа. Один из электродов (катод K) через кварцевое окошко освещался монохроматическим светом некоторой длины волны λ, и при неизменном световом потоке снималась зависимость силы фототока I от приложенного напряжения. Кривые показывают, что при достаточно больших положительных напряжениях на аноде A фототок достигает насыщения, так как все электроны, вырванные светом из катода, достигают анода. Тщательные измерения показали, что ток насыщения Iн прямо пропорционален интенсивности падающего света. Когда напряжение на аноде отрицательно, электрическое поле между катодом и анодом тормозит электроны. Анода могут достичь только те электроны, кинетическая энергия которых превышает |eU|. Если напряжение на аноде меньше, чем –Uз, фототок прекращается. Измеряя Uз, можно определить максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов:

hello_html_m66872773.pnghello_html_5fd64ccf.png

К удивлению ученых, величина Uз оказалась не зависящей от интенсивности падающего светового потока. Тщательные измерения показали, что запирающий потенциал линейно возрастает с увеличением частоты ν света.

Многочисленными экспериментаторами были установлены следующие основные закономерности фотоэффекта:

  1. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с увеличением частоты света ν и не зависит от его интенсивности.

  2. Для каждого вещества существует так называемая красная граница фотоэффекта, т. е. наименьшая частота νmin, при которой еще возможен внешний фотоэффект.

  3. Число фотоэлектронов, вырываемых светом из катода за 1 с, прямо пропорционально интенсивности света.

  4. Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света ν > νmin.

Проблема!

Все эти закономерности фотоэффекта в корне противоречили представлениям классической физики о взаимодействии света с веществом. Согласно волновым представлениям электрон при взаимодействии с электромагнитной световой волной должен был бы постепенно накапливать энергию, и потребовалось бы значительное время, зависящее от интенсивности света, чтобы электрон накопил достаточно энергии для того, чтобы вылететь из катода. Как показывают расчеты, это время должно было бы исчисляться минутами или часами. Однако, опыт показывает, что фотоэлектроны появляются немедленно после начала освещения катода. В этой модели невозможно было также понять существование красной границы фотоэффекта. Волновая теория света не могла объяснить независимость энергии фотоэлектронов от интенсивности светового потока, пропорциональность максимальной кинетической энергии частоте света.

Выход был найден А. Эйнштейном в 1905 г. Теоретическое объяснение наблюдаемых закономерностей фотоэффекта было дано Эйнштейном на основе гипотезы М. Планка о том, что свет излучается и поглощается определенными порциями, причем энергия каждой такой порции определяется формулой E = hν, где hпостоянная Планка h = 6,63 * 10-34 Дж*с. Эйнштейн сделал следующий шаг в развитии квантовых представлений. Он пришел к выводу, что и свет имеет прерывистую дискретную структуру. Электромагнитная волна состоит из отдельных порций – квантов, впоследствии названных фотонами. Наибольшая кинетическая энергия, которую может иметь вылетевший из катода фотоэлектрон, определяется законом сохранения энергии:

hello_html_b046ca5.png

hello_html_m2aa00767.png

Эту формулу принято называть уравнением Эйнштейна для фотоэффекта.

Общее число фотоэлектронов, покидающих за 1 с поверхность катода, должно быть пропорционально числу фотонов, падающих за то же время на поверхность. Из этого следует, что ток насыщения должен быть прямо пропорционален интенсивности светового потока.

Это позволяет экспериментально определить значение постоянной Планка. Такие измерения были выполнены Р. Милликеном (1914 г.) и дали хорошее согласие со значением, найденным Планком. Эти измерения позволили также определить работу выхода A:

hello_html_6ec33bba.png

где c – скорость света, λкр – длина волны, соответствующая красной границе фотоэффекта. (1 эВ = 1,602·10–19 Дж)

Среди металлов наименьшей работой выхода обладают щелочные металлы. Например, у натрия A = 1,9 эВ, что соответствует красной границе фотоэффекта λкр ≈ 680 нм. Поэтому соединения щелочных металлов используют для создания катодов в фотоэлементах, предназначенных для регистрации видимого света.

Итак, законы фотоэффекта свидетельствуют, что свет при испускании и поглощении ведет себя подобно потоку частиц, получивших название фотонов или световых квантов.

Энергия фотонов равна E = hν.

Фотон обладает импульсом hello_html_m7af93377.png

В начале XX века стало ясно, что свет обладает двойственной природой. При распространении света проявляются его волновые свойства (интерференция, дифракция, поляризация), а при взаимодействии с веществом – корпускулярные (фотоэффект). Эта двойственная природа света получила название корпускулярно-волнового дуализма.


5. Закрепление (слайд № 13)

Упражнение 39, стр 176.



4. Рефлексия (слайд № 12)

  1. Что такое фотоэффект?

  2. Каковы условия возникновения фотоэффекта?

  3. Почему фотоэффект не смогла объяснить волновая теория?

  4. Как записывается формула Эйнштейна?

  5. Что такое красная граница фотоэффекта?

  6. Обладает ли фотон импульсом и энергией?

  7. От каких параметров зависит фотоэффект?



6. Домашнее задание: (слайд № 13) § 50-51,

сборник задач 9 класс № 16.2, 16.6, 16.8,

дополнительное задание № 16.41

Краткое описание документа:

Урок по физике для 9 класса «Явление фотоэффекта. Формула Эйнштейна». К уроку прилагается презентация. Рассказывается кем и когда было открыто явление фотоэффекта, идет объяснение самого опыта по обнаружению фотоэффекта Столетовым. Закономерности фотоэффекта. Формула Эйнштейна для применения фотоэффекта. Рассказывается о проблеме  фотоэффекта которая протеворечила всем классичиским представлениям физики о взаимодействии света с веществом. В конспекте текже вопросы для повторения и рефлексия по данной теме.
Автор
Дата добавления 03.06.2014
Раздел Физика
Подраздел Конспекты
Просмотров2352
Номер материала 120181060353
Получить свидетельство о публикации

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

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