Пошук по сайту

Хімія  лекції  Курсова робота  Рефераты  

Міністерство освіти І науки, молоді та спорту України

Міністерство освіти І науки, молоді та спорту України





Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Рубіжанський професійний хіміко-технологічний ліцей

Виконала викладач фізики

Рубіжанський професійний

хіміко-технологічний ліцей

Скрипнік Н.Ф.

Тема:Фотоелектричний ефект. Досліди О.Г.Столєтова. Рівняння Ейнштейна для фотоефекта.
Мета уроку:


    • Активізувати, систематизувати і закріпити знання учнів з попередньої теми, необхідні для розуміння та осмислення нових знань;




    • Створити умови для сприйняття, осмислення і запам'ятовування понять: квантова природа світла, гіпотеза Планка; зовнішній фотоефект; рівняння Ейнштейна для фотоефекту;




    • Сприяти розвитку: пам'яті, логічного мислення ;




    • Розвивати уважність, активність, вміння виділяти головне, коротко, швидко і чітко викладати свої думки;




    • Навчити розв’язувати найпростіші задачі.




    • Розглянути важливість використування явища фотоефекту.



    • Розвивати у учнів інтерес до більш глибшого вивчення предмету.



Тип уроку:Комбінований з використанням комп’ютерних технологій.

Міжпредметні зв’язки:інформатика,електротехніка,радіоелектроніка,хімія.
Технічні засоби:Компьютер, мультімедійний проектор, екран, відеоролики: «Закони фотоефекту», «Спостереження фотоефекту».


Хід уроку:

І.Організаційний момент



Повідомлення теми та мети уроку.



Сьогодні на уроці ми з вами повторимо все, що знаємо про світло; згадаємо історію розвитку уявлень про природу світла. Познайомимося детальніше з квантовою природою світла, зовнішнім фотоефектом, рівняння Ейнштейна для фотоефекту .
І сьогодні наше завдання пояснити:

- Яку дію виробляє світло з речовиною?

- Яким фізичним законам він підпорядковується?

- Якими математичними формулами виражається?

- Від яких характеристик світла і речовини залежить?
А з'ясовувати ми будемо наступним чином:

я з допомогою комп'ютера та навчальних відеороликів спробую пояснити новий матеріал,

ви сформулюєте ті закономірності, яким підкоряється фотоефект,

зробите висновки з експериментів, ми їх обговоримо і запишемо.

Потім ми з’ясуємо де використовується фотоефект.
Ми знаємо що фізика - це наука про природу і зараз я хочу вам прочитати слова поета Тютчева (слайд 2).

Не то, что мните Вы природа:
Не слепок, не бездушный лик,-
В ней есть душа, в ней есть свобода.
В ней есть любовь, в ней есть язык.


ІІ. Актуалізація опорних знань
У процесі вивчення взаємодії світла з речовиною було відкрито деякі оптичні явища, які не вдавалося пояснити з точки зору електромагнітної теорії світла.
Особливістю всіх світлових явищ є те, що всі вони виявляються при взаємодії світла з речовиною. При цьому існує ряд явищ, в яких яскраво проявляються хвильові властивості світла, з якими ми познайомилися під час вивчення хвильової оптики.

Але в деяких випадках, як показує досвід, взаємодія світла з речовиною відбувається згідно квантовим уявленням про природу електромагнітних хвиль.
Електромагнітна теорія Максвелла не могла пояснити ні стійкість атома, ні закон розподілу енергії в спектрах випромінювання по довжинах хвиль, ні холодного світіння, ні походження лінійчатих спектрів випромінювання. Виникають протиріччя і з’являється термін «ультрафіолетова катастрофа».
ІІІ.Вивчення нового матеріалу
У пошуках виходу з цього протиріччя між теорією і досвідом німецький фізик Макс Планк запропонував, що атоми випускають електромагнітну енергію окремими порціями - квантами. Енергія кожної порції прямо пропорційна частоті випромінювання:

E = . (Слайд 4)

Коефіцієнт пропорційності hотримав назву постійної Планка: (слайд №5)

Джс
Доповідь учня про роботи Планка (реферат додається).
Подумайте над словом "фотоефект".

Який сенс несе це слово?

Видно, що слово складається з двох іноземних слів: фото і ефект. Як же ці слова переводяться?

Фото - від грецького - світло, а ефект - від латинського - дію. Дослівно - дія світла

Таким чином ми з'ясували що таке фотоефект. Розглянемо це явище детальніше

Фотоефект– виривання електронів з поверхні металу під дією світла.

Для виявлення фотоефекту можна використати електрометр з приєднаною до нього цинковою платівкою (слайд 9 , відеоролік).

photoelectric_effect

Энергией» hv» снабжен,

Летит к нам квант, то бишь фотон.

Его хватает электрон,

И … до свидания, дом родной
У розвитку уявлень про природу світла важливий крок був зроблений при вивченні одного чудового явища, відкритого Г. Герцем (слайд 6) і ретельно досліджено видатним російським фізиком Олександром Григоровичем Столєтовим.
Повідомлення: «Столєтов Олександр Григорович»
Олександр Григорович проводячи багаторазові експерименти, встановив, що металева пластинка, а точніше її поверхня випускає електрони під дією електромагнітного ультрафіолетового випромінювання або випромінювання будь-якого іншого діапазону.
Схема експерименту була така: електрометр, з приєднаною до нього цинкової платівкою, зарядженої позитивно, при висвітленні пластини, наприклад електричної дугою, не впливає на швидкість розрядки електрометра. Але якщо пластину зарядити негативно, то світловий пучок від дуги розряджає електрометрії дуже швидко.Пояснити це можна єдиним чином. Світло вириває електрони з поверхні пластини. Якщо вона заряджена негативно, електрони відштовхуються від неї і електрометрії розряджається. При позитивному заряді пластини вирвані світлом електрони притягаються до пластини і знову осідають на ній. Тому заряд електрометра не змінюється.

Однак, коли на шляху світла поставлено звичайне скло, негативно заряджена пластина вже не втрачає електрони, яка б не було інтенсивність випромінювання. Так як відомо, що скло поглинає ультрафіолетові промені, то з цього можна зробити висновок, що саме ультрафіолетовий ділянку спектра викликає фотоефект.

Пояснити цього Олександр Григорович не зміг, але все ж, ця робота принесла йому світову популярність.


file0031
Для того щоб отримати більш повне уявлення , потрібно з'ясувати від чого залежить кількість вирваних світлом з поверхні речовини електронів і чим визначається їх швидкість або кінетична енергія. З цією метою були проведені експериментальні дослідження.(слайд 10)

Відеоролік «Закони фотоефекту».

{e9d941ff-3449-4804-8a7f-928187da781c}

Закони фотоефекту:
1Сила фотоструму насичення прямо пропорційнападаючому на фотокатод світловому потоку(слайд №11)
2.Максимальна швидкість вибитих випромінюванням електронів не залежить від освітлення поверхні, а визначається лише частотою цього випромінювання(слайд №12)
3.Кожній речовині відповідає мінімальна частота випромінювання (червона межа), нижче якої фотоефект неможливий(слайд №13)
У 1905 році Альберт Ейнштейн показав, що закони фотоефекту легко пояснюються, якщо припустити, що випромінювання поширюється в просторі у вигляді окремих порцій енергії - квантів електромагнітного поля(фотонів)
Розвиваючи ідеї Планка, Ейнштейн ввів гіпотезу світлових квантів, згідно з якою електромагнітне випромінювання саме складається з таких квантів, і на її основі пояснив, і сформулював низку закономірностей фотоефекту.

За виконану за цим геніальну роботу, Ейнштейн у 1921 році був удостоєний Нобелівської премії.

Роботи його були удостоєні і багатьох інших почесних нагород.
Поглинання світла полягає в тому, що фотонипередають всю свою енергію атомам і молекулам речовини, тобто поглинання світла, як і його поширення , відбуваєтьсяпереривчасто(дискретно), окремими порціями.




Явище фотоефекту показало, що світло має переривчасту структуру: випроменена порція світлової енергіїE = зберігає індивідуальність і надалі. Поглинутися може тільки вся порція цілком.

Кінетичну енергію фотоелектрона можна знайти, використовуя закон збереження.
Енергія порції світла іде на звершення роботи виходу, яку треба зробити для вилучення електрона з металу, і на повідомлення кінетичної енергії електрону. Таким чином




(слайд №15)
Це рівняння пояснює основні факти, що стосуються фотоефекту.
Для кожної речовини фотоефект спостерігається лише в тому випадку, якщо частота світла ν більше мінімального значення νmin. Щоб вирвати електрон з металу навіть без повідомлення йому кінетичної енергії, потрібно виконати роботу виходу (слайд 14).
Значення роботи виходу для різних речовин можна знайти в довідкових таблицях.

(Табл. 11 с. 164, збірник задач Римкевич).

Таким чином, енергія кванта повинна бути більше цієї роботи A.
Граничну частоту νmin. називають червоною межею фотоефекту.
ІV.Закріплення знань
1)Застосування фотоефекту .
Найважливішим у кожній теорії є її застосування в техніці та промисловості. Розглянемо приклади використання фотоефекту.


  • Заговорило кіно

  • Здійснюється контроль розміру виробів

  • Автоматичне включення та виключення маяків та вуличного освітлення

  • «Автомати , що бачать» , автомати в метро та на підприємствах

  • Сонячні станції та батареї, сонцемобілі.


На явищі фотоефекту заснована дія фотоелектронних приладів, які отримали різноманітне застосування в різних галузях науки і техніки.

В даний час практично неможливо вказати галузі виробництва, де б не використовувалися фотоелементи - приймачі випромінювання, що працюють на основі фотоефекта і перетворюють енергію випромінювання в електричну.

Розглянемо як використовується фотоефект (слайд № 17-23)
2)Тестування

№1: Якому з нижченаведених виразів відповідає одиниця вимірювання постійної Планка в СІ?

а) Дж×с

б) кг×м/c2

в) кг×м/c

г) Н×м

д) кг/м3


№2: За якою з наведених нижче формул, можна розрахувати імпульс фотона?

а)  Ес

б) Ес2

в) с/Е

г)  с2

д)  Е/с
№ 3 Як зміниться робота виходу, при збільшенні довжини хвилі падаючого випромінювання на катод, в чотири рази?
а) Збільшиться в чотири рази.

б) Зменшиться в чотири рази.

в) Збільшиться в два рази.

г) Зменшиться в два рази.

д) Не зміниться.
№4Якез наведених нижче тверджень є вірним


  • а) Робота виходу залежить від довжини хвилі падаючого випромінювання.

  • б) «запираюча» напруга залежить від роботи виходу.

  • в) Збільшення довжини хвилі падаючого випромінювання приводить до збільшення швидкості вилітаючих фотоелектронів.

  • г) максимальна швидкість вилітаючих фотоелектронів, залежить тільки від роботи виходу.




  • д) Збільшення частоти падаючого випромінювання, приводить до збільшення швидкості фотоелектронів.


№ 6: Як зміниться робота виходу, при збільшенні довжини хвилі падаючого випромінювання на катод, в чотири рази
а) Збільшиться в чотири рази.

б) Зменшиться в чотири рази.

в) Збільшиться в два рази.

г) Зменшиться в два рази.

д) Не зміниться.


7.Як називається коефіцієнт пропорційності між енергією кванту та частотою коливань

  • а) Постійна Больцмана;

  • б) Постійна Рідберга;

  • в) Постійна Авогадро;

  • г) Постійна Фарадея;

  • д) Постійна Планка



8.Яка з наведених нижче формул визначає енергію кванта?
а)E=mgH

б)E=h

в)E=mc2

г)E=m

д)E=kT
V. Підведення підсумків. Домашнє завдання.

Таким чином ми сьогодні з’ясували, що таке фотоефект, яким законам підлягає, де використовується. На наступних уроках ми з вами розв’яжемо типові задачі. Дома вам потрібно , переглянути записаний на цьому уроці конспект, вивчити закони фотоефекту, рівняння Ейнштейна .

поділитися в соціальних мережах



Схожі:

Міністерство освіти І науки, молоді та спорту України
Білозерської загальноосвітньої школи І-ІІІ ступенів №2 імені Богдана Хмельницького, кандидат в дійсні члени

Галузева угода між Міністерством освіти І науки, молоді та спорту...
Цк профспілки працівників освіти І науки України – повноважним представником найманих працівників (далі – Сторони) укладено відповідно...

Міністерство освіти І науки, молоді та спорту України
Мета проекту. Формування здоров’я дітей, повноцінний розвиток їхнього організму, створення умов розвиваючого предметного рухового...

Наказ
Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України від 22. 09. 2011 №1099, зареєстрованого у Міністерстві юстиції України 17....

Наказ
Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України від 22. 09. 2011 №1099, зареєстрованого у Міністерстві юстиції України 17....

Україна олександрійська районна державна адміністрація кіровоградської...
Міністерства освіти І науки України від 05 cерпня 2013 року №1079 «Про проведення Всеукраїнських учнівських олімпіад І турнірів з...

Робочий навчальний план малинівської гімназії Чугуївської районної...
Міністерства освіти І науки, молоді І спорту України від 03. 04. 2012 №409“, від 29. 05. 2014 №657 ”Про внесення змін до наказу Міністерства...

Про особливості організації навчально-виховного процесу в загальноосвітніх...
Міністерство освіти І науки, молоді та спорту надсилає для практичного використання інструктивно-методичні рекомендації щодо вивчення...

Основні підручники та навчальні посібники
Міністерством освіти І науки, молоді та спорту України та Інститутом інноваційних технологій І змісту освіти для використання у вищих...

Пояснювальна записка Планування складене запрограмою «природознавств о»
України(наказ Міністерства освіти І науки, молоді та спорту України від 06. 06. 2012 р. №664«Про затвердження навчальних програм...



База даних захищена авторським правом © 2017
звернутися до адміністрації




h.ocvita.com.ua
Головна сторінка