Фотоэффект
Цель урока: подвести учащихся к пониманию, трудностей с которыми столкнулась теория теплового излучения; как М. Планк нашел путь преодоления этих проблем; как при этом пришлось отказаться от взглядов классической физики на микромир и излучения.
Ход урока
1. Анализ зачетной работы
2. Изучение нового материала
1. Вступление к квантовой физике.
В начале 20 века в развитии физики появилась проблема: никак не могли объяснить распределение энергии в спектре теплового
Данную проблему удалось решить Максу Планку –немецкому физику.
Он предложил считать, что атомы излучают электромагнитную энергию отдельными порциями – квантами. Энергия каждого кванта прямо пропорциональна частоте излучения – ν. E = h ν — формула Планка.
Где коэффициент пропорциональности h назвали постоянной Планка.
Введение этой формулы означало, что законы классической физики нельзя применять для объяснения процессов, происходящих в микромире.
Теория теплового излучения согласовывалась с экспериментом в работе Планка.
Планк вычислил коэффициент пропорциональности: h= 6,63· 10-34 Дж·с
Впоследствии постоянная Планка была вычислена другим способом, а результат получился таким же.
Квантовая теория стала развиваться после открытия Планка, и развитие ее не завершено.
Поведение микрочастиц подчиняется квантовым законам.
2. Фотоэффект.
Первые квантовые законы были открыты при изучении излучения и поглощения света
Явление фотоэффекта было открыто Г.Герцем, а изучено А. Г. Столетовым.
Фотоэффект – это явление вырывания электронов из вещества под действием света.
Пронаблюдать фотоэффект можно с помощью простого опыта. К электрометру подсоединим цинковую пластинку, заряженную положительным зарядом, и осветим ее электрической дугой. Разряда электрометра не произойдет. Сообщим пластине отрицательный заряд и снова направим на нее свет электрической дуги, электрометр моментально теряет заряд.
Объяснение: свет дуги вырывает электроны, если на пластине отрицательный заряд, то электроны отталкиваются от пластины, и происходит разряд электрометра; если на пластине положительный заряд, то электроны, вырванные с пластины, снова притягиваются к ней и разряда электрометра не происходит.
Если на пути лучей расположить обычное стекло, то отрицательно заряженная пластина не потеряет свой заряд. Вывод: стекло поглощает ультрафиолетовые лучи, значит, именно они вызывают фотоэффект.
3. Законы фотоэффекта.
На рисунке мы видим, прибор с помощью которого были получены законы фотоэффекта.
А) Устройство прибора. Б) Кварцевое окно. В) Полюс батареи. Г) Условия роста силы тока. Д) Рассмотреть график. Е) Вывод: ток насыщения определяется числом электронов, испущенных за 1 с освещаемым электродом.
Изменяя интенсивность излучения, установили 1- ый закон фотоэффекта:
Количество электронов, вырванных светом с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны.
Вернемся к графику и посмотрим , что происходит с кинетической энергией.
Почему сила фототока существует при U=0? Что, случится, если поменять полярность батареи? (I=0) Электрическое поле тормозит электроны и может возвращать их на электрод. U3 – задерживающее напряжение.
Задерживающее напряжение не меняется при изменении интенсивности света.
Экспериментально установлено, что кинетическая энергия вырванных светом электронов зависит только от частоты света.
Второй закон фотоэффекта формулируется так: максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света и не зависит от его интенсивности.
Фотоэффект не происходит , если частота света меньше определенной для данного вещества минимальной частоты – νmin.
3. Закрепление изученного материала
1) Какую проблему решил М. Планк?
2) Что называется фотоэффектом?
3) В чем суть первого закона фотоэффекта?
4) Сформулировать второй закон фотоэффекта
5) От чего зависит задерживающее напряжение?
Подведем итоги урока
Домашнее задание: §88, упр. 12 № 2.
(1 votes, average: 5,00 out of 5)