Ученики на Учителя.com


Конспект урока "Фотоэффект" 11 класс

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение
средняя общеобразовательная школа с. Кузьминские Отвержки
Открытый урок по физике в 11 классе
Фотоэффект
Подготовил:
учитель физики
и информатики,
высшая квалификационная категория
Юлия Владимировна Толстых
Липецк, 2014 г.
Цели урока:
1. Образовательные: Сформировать у учащихся представление о фотоэффекте и
изучить его законы, которым он подчиняется; расширить представления
учащихся об области применения закона сохранения энергии, ознакомить с
научной деятельностью А.Г. Столетова.
2. Развивающие: Развивать логику, возможность работать в группе; учить
моделировать процессы на компьютере.
3. Воспитательные: Воспитывать внимание, чувство ответственности, терпимости к
суждениям товарищей, прививать интерес к предмету.
Задачи урока:
Выяснить:
какой эффект может произвести свет с веществом.
каким физическим законам он подчиняется.
какими математическими формулами выражается.
от каких характеристик света и вещества зависит.
Оборудование: мультимедийный проектор, презентация, раздаточный материал
(подборка заданий и ЕГЭ разных лет)
Ход урока
1. Организационный момент
2. Опрос домашнего задания
- Что такое спектральный анализ?
- Что такое ультрафиолетовое излучение? ( э/м излучение с длинной волны
меньше чем у фиолетового света)
- Что такое инфракрасное излучение ? (э/м излучение с длинной волны больше
чем у красного света)
- Почему солнечный свет прошедший сквозь стекло не вызывает загара? (стекло
поглощает ультрафиолет)
3. Изучение нового материала
Величайшая революция в физике совпала с началом XX века. Многократно
проверенные законы электромагнетизма Максвелла неожиданно «забастовали», когда
их попытались применить к проблеме излучения веществом коротких
электромагнитных волн.
Электродинамика Максвелла приводила к бессмысленному выводу, согласно
которому нагретое тело, непрерывно излучая энергию, должно охладиться до
абсолютного нуля. Однако, повседневный опыт показывает, что ничего подобного
быть не может.
Выход был найден немецким физиком Максом Планком в 1900 г. Планк
предположил, что атомы испускают электромагнитную энергию порциями – квантами.
Энергия каждого каждой порции прямо пропорциональна частоте ν излучения:
Коэффициент пропорциональности h получил название постоянной Планка:
 


Предположения Планка фактически означало, что законы классической физики
совершенно неприменимы к явлениям микромира. Теория Планка прекрасно
согласовалась с экспериментом. После открытия Планка начала развиваться новая,
самая современная и глубокая физическая теория – квантовая теория. Развитие её не
завершено и по сей день.
В дальнейшем развитии представлений о природе света, важнейший шаг был
сделан при изучении одного замечательного явления – фотоэффекта, открытого в 1887
г. Герцем и тщательно исследованным русским физиком Александром Григорьевичем
Столетовым. А вот объяснение данному явлению дал в 1905 г. Альберт Эйнштейн.
Фотоэффект – это вырывание электронов с поверхности вещества под
действием света.
Наблюдение фотоэффекта: Демонстрация наблюдения фотоэффекта (Электронное
приложение к учебнику Физика: учебник для 11 класса общеобразовательных
учреждений / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев)
Свет вырывает с поверхности цинковой пластины электроны, если она
заряженная отрицательно – электрометр разряжается. Если пластина заряжена
положительно – вырванные электроны возвращаются на пластину, так как они
притягиваются положительными частицами – электрометр не разряжается.
Если на пути светового пучка расположить стекло, фотоэффекта не произойдет –
это, прежде всего, объясняется тем, что фотоэффект, вероятнее всего, вызывается
ультрафиолетовым участком спектра (его поглощает стекло).
Для того что бы получить полное представление о фотоэффекте, нужно выяснить,
от чего зависит число вырванных светом с поверхности вещества электронов, чем
определятся их скорость и кинетическая энергия.
Опыты по исследованию фотоэффекта были проведены А.Г. Столетовым
Опыт Столетова: (Электронное приложение к учебнику Физика: учебник для 11
класса общеобразовательных учреждений / Г.Я. Мякишев,
Б.Б. Буховцев) (1:28 остановить)
- зависит от максимальной кинетической энергии, которую имеют вырванные
светом электроны. Максимально значение кинетической энергии электронов можно
найти по формуле:

В 1905 г. Эльберт Эйнштейн развил идеи Планка и объяснил явление
фотоэффекта. Опытным путем были установлены следующие законы фотоэффекта:
1. Ток насыщения
прямо пропорционален интенсивности света, падающего на
катод.
2. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно зависит от
частоты света и не зависит от его интенсивности.
3. Для каждого вещества существует минимальная частота света, называемая
красной границей фотоэффекта, ниже которой фотоэффект невозможен.
Второй и третий законы фотоэффекта Эйнштейн объяснил с помощью законов
сохранения энергии. Им было сформулировано уравнение Эйнштейна для
фотоэффекта:



Энергия порции света hν, идет на совершение работы выхода и на сообщение
вылетевшему электрону кинетической энергии.
Работа выхода – это минимальная работа, которую нужно совершить для
удаления электрона из металла. Для разных веществ она различна.
Минимальная частота, начиная с которой возможен фотоэффект называется
красной границей фотоэффекта.






Уравнение Эйнштейна, несмотря на свою простоту, объясняет закономерности
фотоэффекта. Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии за работы по теории
фотоэффекта.
4. Закрепление
- Выполнение тестов из блока с сайта ФЦИОР
- Работа с примерными заданиями ЕГЭ для раздела квантовая физика.
5. Подведение итогов урока
6. Домашнее задание: п. 88, 89 (МякишевГ.Я, Б.Б. Буховцев)
Источники:
1. http://fcior.edu.ru/
2. Электронное приложение к учебнику Физика: учебник для 11 класса
общеобразовательных учреждений / Г.Я. Мякишев, Б.Б. Буховцев
3. ЕГЭ 2012. Физика. Оптимальный банк заданий. Орлов В.А. 2012 г. – 224 с.
Скачать материал

Физика - еще материалы к урокам: