Разработка урока по теме Явление фотоэффекта. Формула Эйнштейна. Применение фотоэффекта в технике.

Сабак жоспары/ План урока. 

Күні/Дата:  ___________

Пән/ Предмет: Физика и астрономия

Класс: 9 урок №53

Сабақ тақырыбы/Тема урока: Явление фотоэффекта. Формула Эйнштейна. Применение фотоэффекта в технике.

Сабақ мақсаты/Цели урока:

Білімділік / Образовательная: Выяснить причины появления фотоэффекта, сформулировать определение фотоэффекта, изучить законы фотоэффекта.

Дамытушылық / Развивающая: Объяснить учащимся физический смысл корпускулярно-волновых свойств света, продолжать развивать логическое мышление, анализировать результаты эксперимента.

Тәрбиелік / Воспитательная: Повышать познавательную деятельность и активность учащихся.

Сабақ барысы:/ Ход урока:

1.Ұйымдастыру кезеңі / Организационная часть:

Мы продолжаем изучать раздел «Квантовая физика». При рассмотрении этой темы постараемся выяснить, какое действие оказывает свет на вещество и от чего зависит это действие. Но сначала мы повторим материал, пройденный на прошлом уроке, без которого сложно разобраться в тонкостях фотоэффекта. На прошлом уроке мы рассмотрели гипотезу Планка, свойства фотона.

2.Өткен материалды сұрау және тексеру / Опрос и проверка пройденного материала:

- В чём суть гипотезы Макса Планка? (Свет может излучаться отдельными порциями световой энергии – квантами или фотонами)

- От чего зависит энергия кванта излучения и чему она равна? (Энергия кванта излучения зависит от частоты излучения и определяется по формуле: E=hv)

- Чему равна постоянная Планка? (h=6,63·10^-34Дж·с)

- Что такое фотон? (Фотоном называют световой квант. Фотоном можно назвать и квант любых электромагнитных волн)

- Какими свойствами обладает фотон? (Фотон – элементарная частица, лишённая массы покоя и электрического заряда, но обладающая энергией и импульсом)

3.Жаңа материалмен таныстыру / Изучение нового материала.

Итак, сегодня мы изучим интересное физическое явление «фотоэффект». Запишите тему урока и подумайте над словом «фотоэффект». Какой смысл несёт это слово?

Фотоэффект состоит из двух слов фото-свет (от греческого), эффект (от латинского ) действие, следовательно «фотоэффект» -это действие света.

В 1900 г. немецкий физик Макс Планк высказал гипотезу: свет излучается и поглощается не непрерывно, а отдельными порциями — квантами (или фотонами). Энергия Е каждого фотона определяется формулой  Е = hv, где h— коэффициент пропорциональности — постоянная Планка,  v— частота света.  Опытным путем вычислили h = 6,63·10^-34 Дж·с.  Гипотеза M.Планка объяснила многие явления, а именно, явление фотоэффекта, открытого в 1887 г. немецким ученым Г. Герцем.  Далее фотоэффект изучил  экспериментально русский ученый Столетов.

Фотоэффект — это вырывание  электронов из вещества под действием света.
Теорию фотоэффекта создал немецкий ученый А. Эйнштейн в 1905 г. В основе теории Эйнштейна лежит понятие работы выхода электронов из металла и понятие о квантовом излучении света. По теории Эйнштейна фотоэффект имеет следующее объяснение: поглощая квант света, электрон приобретает энергию. При вылете из металла энергия каждого электрона уменьшается на определенную величину, которую называют работой выхода (Авых). Работа выхода — это минимальная энергия, которую надо сообщить электрону, чтобы он покинул металл. Она зависит от типа металла и состояния его поверхности. Максимальная энергия электронов после вылета (если нет других потерь) имеет вид:   

 — это уравнение Эйнштейна.

Если  hv  Авых , то фотоэффекта не происходит. Предельную частоту  v_min  и предельную длину волны λ_max называют красной границей фотоэффекта. Она выражается так: v_min =A/h ,  λ_max= λ_кр = hc/A, где λ_max ( λ_кр ) – максимальная длина волны , при которой фотоэффект еще наблюдается. Красная граница фотоэффекта   для разных веществ различна, т.к. А зависит от рода вещества.

Применение фотоэффекта в технике. 
Приборы, в основе принципа действия которых лежит явление фотоэффекта, называют фотоэлементами. Простейшим таким прибором является вакуумный фотоэлемент. Недостатками такого фотоэлемента являются: слабый ток, малая чувствительность к длинноволновому излучению, сложность в изготовлении, невозможность использования в цепях переменного тока. Применяется в фотометрии для измерения силы света, яркости, освещенности, в кино для воспроизведения звука, в фототелеграфах и фототелефонах, в управлении производственными процессами.

    Существуют полупроводниковые фотоэлементы, в которых под действием света происходит изменение концентрации носителей тока. На этом явлении (внутреннего фотоэффекта) основано устройство фоторезисторов. Они используются при автоматическом управлении электрическими цепями (например, в турникетах метро), в цепях переменного тока, в часах, микрокалькуляторах. Полупроводниковые фотоэлементы используются в солнечных батареях на космических кораблях, в  первых автомобилях.

4.Бекіту / Закрепление:

Итак, мы изучили с вами фотоэффект. Я думаю, вы теперь сможете без труда справиться с индивидуальным заданием по технологической карте

Технологическая карта ученика____________________________________________

1. Явление испускания электронов веществом под действием света,называется_______________________________________________

2. Наименьшая энергия, которую нужно сообщить электрону металла, для того, чтобы он мог выйти из него называют_____________________________________________________

3. Предельно низкая частота, или соответствующая ей длина волны света, при которой наблюдается явление фотоэффекта, называется_________________________________

4. Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта (формула) ______________________________________________

Упр.39 (1,2)

5. Қорытындылар. Сабақты қорыту / Выводы. Итоги урока:

Что вы узнали на уроке? Что вам понравилось на уроке?

Как вы оцениваете работу класса на уроке?

6.Үй тапсырмасы / Домашнее задание:

§49,50 читать, выучить формулы и определения, упр.39 (3)