girniy.ru 1

КОНСПЕКТ УРОКА


ТЕОРИЯ ФОТОЭФФЕКТА. ПРИМЕНЕНИЕ ФОТОЭФФЕКТА.


СЛАЙД №1: ТИТУЛ


СЛАЙД №2: МАКС ПЛАНК

Возникновение квантовой физики связано с именем немецкого физика Макса Планка. Его исследование относилось к излучению нагретого тела. Поскольку все тела состоят из атомов, то любое излучение испускается атомами. Но как? Планк высказал предположение, что


Атомы излучают прерывисто и отдельными порциями – квантами, энергия которых пропорционально частоте излучения.


СЛАЙД №3 ГИПОТЕЗА ПЛАНКА

Е=h*v

где, Е – энергия кванта (Дж)

V – частота света (Гц)

h – постоянная величина, получившая название постоянной Планка


СЛАЙД № 4 ВЕЛИЧИНЫ


НАПОМНИТЬ СВЯЗЬ ДЛИНЫ С ЧАСТОТОЙ ЧЕРЕЗ СКОРОСТЬ СВЕТА


СЛАЙД № 5 ФОТОЭФФЕКТ (ГЕРЦ И СТОЛЕТОВ)


Квантовым законам подчиняется поведение всех микрочастиц. Важный шаг был сделан при изучении явления, открытого Герцем и исследованного Столетовым. Это явление получило название ФОТОЭФФЕКТА.

Давайте вместе попробуем сформулировать понятие фотоэффекта при помощи опыта.


ОПЫТ С ПЛАСТИНОЙ: для обнаружения фотоэффекта можно использовать электрометр с присоединенной к нему цинковой пластиной. Если зарядить пластину положительно, то ее освещение не влияет на быстроту разрядки электрометра. Но если пластину зарядить отрицательно, то световой пучок разряжает электрометр очень быстро. Объяснить это можно так: свет вырывает электроны с поверхности пластины, если она заряжена отрицательно, при этом электроны отталкиваются от нее и электрометр разряжается.

ЗНАЧИТ: ФОТОЭФФЕКТ – это явление выравнивания электронов с поверхности металлов под действием падающего света.


СЛАЙД № 6 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОТОЭФФЕКТА

СЛАЙД № 7 ДЕМОНСТРАЦИЯ ФОТОЭФФЕКТА



ДАВАЙТЕ ПОСМОТРИМ ОПЫТ ЕЩЕ РАЗ.

Из опыта мы видим, что когда на пути света поставлено обыкновенное стекло, отрицательно заряженная пластина уже не теряет электроны, какова бы ни была интенсивность излучения. Стекло поглощает ультрафиолетовые лучи, из этого опыта видно, что именно ультрафиолетовый участок спектра вызывает фотоэффект.


Давайте выясним, от чего зависит число вырванных светом электронов и чем определяется их скорость или кинетическая энергия. Ответ на эти вопросы можно получить, изучив 2 закона.


СЛАЙД № 8 ЗАКОНЫ ФОТОЭФФЕКТА (СХЕМЫ ОПЫТА)


1 закон:

В стеклянный баллон, из которого выкачен воздух, помещается 2 электрода. На один из которых поступает свет. На электроды подается напряжение, которое можно менять при помощи потенциометра. И измерять вольтметром. Под действием света катод испускает электроны, которые при движении в электрическом поле образует электрический ток. Если увеличивать напряжение, то сила тока возрастает. При некотором напряжении сила тока достигает максимального значения и перерастает, увеличивается


СЛАЙД № 9 ФОРМУЛИРОВКА ПЕРВОГО ЗАКОНА


Количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла, прямо пропорционально интенсивности падающего света.


СЛАЙД № 10 СХЕМА ОПЫТА (ДУБЛЬ СЛАЙДА № 8)


2 закон:

Из графика видно, что сила фототока отлична от нуля и при нулевом напряжении. Если изменить полярность батареи, то сила тока уменьшится и при некотором напряжении станет равной нулю. Это значит, что электрическое поле тормозит вырванные электроны до полной остановки, а затем возвращает их на электрод. Это задерживающее напряжение зависит от максимальной кинетической энергии, которую имеют электроны, а при изменении интенсивности света напряжение не меняется


СЛАЙД № 11 ФОРМУЛИРОВКА ВТОРОГО ЗАКОНА

Максимальная кинетическая энергия вырванных электронов зависит от частоты падающего света и не зависит от интенсивности света.


СЛАЙД № 12 ЭЙНШТЕЙН


Математически объяснение фотоэффекта было дано Альбертом Эйнштейном в 1905 году. Который получил уравнение для фотоэффекта, получившее в последствии название уравнения Эйнштейна.


СЛАЙД № 13 УРАВНЕНИЕ ЭЙНШТЕЙНА


h*ν= A+mv2/2, где m – масса электрона (кг)

v – Скорость электронов (м/с)

А – работа выхода (Дж) – это работа, которую надо совершить, чтобы электроны покинули пластину.




НА ДОСКЕ

Где Ек – кинетическая энергия (Дж)

Из уравнения следует 3 условия фотоэффекта:


  1. A>h*v, то фотоэффекта нет

  2. A

  3. A=h*vmin , то порог фотоэффекта, а vmin - красная граница фотоэффекта (Гц) – это минимальная частота, с которой начинается фотоэффект ( зная металл, смотри таблицу в задачнике).


Применение фотоэффекта:

СЛАЙД № 14 ПРИМЕНЕНИЕ


Открытие фотоэффекта имело очень большое значение для более глубокого понимания природы света. Но ценность науки состоит в том, что она дает нам в руки средства, используя которые можно совершенствовать производство, улучшать условия материальной и культурной жизни общества.


СЛАЙД № 15 ВАКУУМНЫЙ ФОТОЭЛЕМЕНТ

  1. ФОТОЭЛЕМЕНТЫ:

    • Контроль размеров изделия

    • Контроль уличного освещения и маяков

    • «видящие автоматы» (турникет в метро, пресс-рука, самооткрывающиеся двери)
    • Говорящее кино (воспроизведение звука на кинопленке)


    • Фоторезисторы, принцип работы которых заключается в зависимости сопротивления проводника от освещенности.

ОПЫТ С ФОТОЭЛЕМЕНТАМИ


СЛАЙД № 16 СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ

  1. СОЛНЕЧНЫЕ БАТАРЕИ – источники энергии, устанавливаемые на космических кораблях и микрокалькуляторах.


СЛАЙД № 17 ЗВУКОВАЯ ДОРОЖКА

МУЛЬТФИЛЬМ «НУ, ПОГОДИ»


ВОПРОСЫ ДЛЯ ЗАКРЕПЛЕНИЯ:

  1. Что такое фотоэффект?

  2. От чего зависит количество вырванных электронов с поверхности металлов?

  3. От чего зависит максимальная кинетическая энергия электронов?

  4. Что такое красная граница фотоэффекта?

РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ НА ФОТОЭФФЕКТ.