Световые кванты. Уравнение фотоэффекта (конспект)

Цели:

Образовательная:

Сформировать понятие кванта энергии;

Расширить представления учащихся об области применения закона сохранения энергии.

Воспитательная:

Содействовать формированию системы знаний, представлений, понятий, обеспечивающих эстетическое отношение к действительности;

воспитывать логически мыслить;

умение работать в коллективе.

Развивающая:

развитие познавательного интереса;

развитие памяти учащихся.

Наглядность: презентация.

Ход урока

1. Проверка домашнего задания; актуализация опорных знаний.

Один учащийся выступает с сообщением о Столетове.

Учащиеся отвечают на вопросы:

Как определил Столетов явление фотоэффекта?

На основе какого результата опыта можно сделать вывод о том, что количество фотоэлектронов прямо пропорционально интенсивности световой волны?

Как Столетов определил, что фотоэффект вызывается светом не любой длины волны?

Какое значение для понимания явления фотоэффекта имеет следующий результат: «Разряжающее действие лучей обнаруживается даже при весьма кратковременном освещении, причем между моментом освещения и моментом соответственного разряда не протекает заметного времени»?

2. Изучение нового материала.

Учитель излагает новый материал.

Для объяснения фотоэффекта нужны были новые физические идеи. Первый шаг в квантовой теории сделал в 1900 году немецкий физик Макс Планк (1858-1947). Он высказал гипотезу: тела испускают энергию света порциями – квантами. Энергия каждой порции света строго определена и вычисляется по формуле Е=hv, где h=6, 62х10³⁴Дж с, поэтому даже для электромагнитных волн большой частоты энергия кванта очень мала. Например для волн видимого света эта энергия порядка 10^-20 Дж. А. Эйнштейн оценил работу Планка так: «…он убедительно показал, что кроме атомистической структуры материи, существует своего рода атомистическая структура энергии, управляемая универсальной постоянной h, введенной Планком. Это открытие стало основой всех исследований в физике ХХ века и с тех пор почти полностью обусловило ее развитие…». Гипотезу Планка о квантовом характере излучения развил в 1905 году великий физик ХХ века Альберт Эйнштейн. Он понял, что свет не только излучается и поглощается квантами, но и существует в виде отдельных квантов. Идея о квантовой природе света позволила объяснить законы фотоэффекта. Энергия кванта света идет на совершение работы по удалению электрона из металла и на сообщение ему кинетической энергии. По закону сохранения энергии получим уравнение

hv = A + mv²/2.

Его называют уравнением Эйнштейна.

С помощью уравнения Эйнштейна объясняют экспериментальные законы фотоэффекта. Световые кванты называются фотонами.

3. Закрепление нового материала.

Решаются задачи по сборнику: Н. А. Парфентьева № 801, 802, 803, 804

4. Подведение итогов.

1) В чем сущность квантовых представлений о распространении и поглощении света?

2) Какие факты свидетельствуют о наличии у света волновых свойств?

3) Какие факты свидетельствуют о наличии у света корпускулярных свойств?

4) Почему при частотах, меньших красной границы, фотоэффект не наблюдается?

5. Домашнее задание:

Читать п. 88, решить № 807 – 809, сборник задач Н. А. Парфентьева.

Литература:

1. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Сотский Н. Н. Физика (базовый уровень) 11 класс – М. : Просвещение, 2014 год;

2. Сауров Ю. А., 11 класс, М. : Просвещение, 2010 год.

Полную информацию смотрите в файле. 

Тема. Световые кванты. Уравнение фотоэффекта.

Класс 11

Тип урока – урок изучение нового материала (комбинированный)

Используемые технологии – системного усвоения знаний по физике, ИКТ, проблемного обучения.

Оборудование: ноутбук, интерактивная доска.

Цели:

Образовательная:

Сформировать понятие кванта энергии;

Расширить представления учащихся об области применения закона сохранения энергии.

Воспитательная:

Содействовать формированию системы знаний, представлений, понятий, обеспечивающих эстетическое отношение к действительности;

воспитывать логически мыслить;

умение работать в коллективе.

Развивающая:

развитие познавательного интереса;

развитие памяти учащихся.

Наглядность: презентация.

Ход урока

1. Проверка домашнего задания; актуализация опорных знаний.

Один учащийся выступает с сообщением о Столетове.

Учащиеся отвечают на вопросы:

Как определил Столетов явление фотоэффекта?

На основе какого результата опыта можно сделать вывод о том, что количество фотоэлектронов прямо пропорционально интенсивности световой волны?

Как Столетов определил, что фотоэффект вызывается светом не любой длины волны?

Какое значение для понимания явления фотоэффекта имеет следующий результат: «Разряжающее действие лучей обнаруживается даже при весьма кратковременном освещении, причем между моментом освещения и моментом соответственного разряда не протекает заметного времени»?

1. Изучение нового материала.

Учитель излагает новый материал.

Для объяснения фотоэффекта нужны были новые физические идеи. Первый шаг в квантовой теории сделал в 1900 году немецкий физик Макс Планк (1858-1947). Он высказал гипотезу: тела испускают энергию света порциями – квантами. Энергия каждой порции света строго определена и вычисляется по формуле Е=hv, где h=6,62х10³⁴Дж с, поэтому даже для электромагнитных волн большой частоты энергия кванта очень мала. Например для волн видимого света эта энергия порядка 10^-20 Дж. А. Эйнштейн оценил работу Планка так: «…он убедительно показал, что кроме атомистической структуры материи, существует своего рода атомистическая структура энергии, управляемая универсальной постоянной h, введенной Планком. Это открытие стало основой всех исследований в физике ХХ века и с тех пор почти полностью обусловило ее развитие…». Гипотезу Планка о квантовом характере излучения развил в 1905 году великий физик ХХ века Альберт Эйнштейн. Он понял, что свет не только излучается и поглощается квантами, но и существует в виде отдельных квантов. Идея о квантовой природе света позволила объяснить законы фотоэффекта. Энергия кванта света идет на совершение работы по удалению электрона из металла и на сообщение ему кинетической энергии. По закону сохранения энергии получим уравнение

hv = A + mv²/2.

Его называют уравнением Эйнштейна.

С помощью уравнения Эйнштейна объясняют экспериментальные законы фотоэффекта. Световые кванты называются фотонами.

1. Закрепление нового материала.

Решаются задачи по сборнику: Н. А. Парфентьева № 801, 802, 803,804

1. Подведение итогов.

1. В чем сущность квантовых представлений о распространении и поглощении света?

2. Какие факты свидетельствуют о наличии у света волновых свойств?

3. Какие факты свидетельствуют о наличии у света корпускулярных свойств?

4. Почему при частотах, меньших красной границы, фотоэффект не наблюдается?

1. Домашнее задание:

Читать п. 88, решить № 807 – 809, сборник задач Н. А. Парфентьева.

Литература:

1. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б., Сотский Н. Н. Физика (базовый уровень) 11 класс – М.: Просвещение, 2014 год;

2. Сауров Ю. А., 11 класс, М.: Просвещение, 2010 год.

Интернет источники:

1. http.// www.virtulab.net.

2. http//www.physicexperts.ru

3. http//class-fizika.narod.ru