Урок - практикум Решение задач на применение уравнения Эйнштейна

План урока-практикума по физике

Урок-практикум

Решение задач на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.

Цели урока:

Развивающая: Способствовать формированию понятия фотоэффекта, объяснению его законов, уравнению Эйнштейна.

Обучающая: Усвоение понятия фотоэффекта и его законов, уравнения

Эйнштейна.

Воспитывающая: Формирование познавательных интересов, памяти.

Тип урока: решение задач

Вид урока: урок-практикум

Методы обучения: словесные: рассказ, беседа, решение задач

ТСО: учебное пособие для 11 класса под редакцией Марон.

План-конспект

1. Организационный момент.

Здравствуйте, ребята!

Сегодня у нас урок-практикум. Решение задач на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.

Я предлагаю определиться с целями и задачами нашего урока. Ответы на какие вопросы мы с вами должны найти на уроке? Запишем тему урока в тетрадь и подумаем над моим вопросом.

У кого есть ответы?

Цели и задачи урока:

-Повторить и закрепить явление фотоэффекта, его законов, уравнения Эйнштейна;

-Вспомнить исторические сведения об открытии, исследовании, объяснении фотоэффекта и его законов;

-Отработать навык решения задач на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта;

-Рассмотреть вопрос о применении фотоэффекта;

-Выработать алгоритм решения задач на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта;

-Продолжить подготовку к успешной сдаче ЕГЭ по физике.

2. Учитель. Вначале нашего занятия я предлагаю вам немного погрузиться в историю явления фотоэффекта.

Учитель. Кто открыл явление фотоэффекта?

Ученики. Явление фотоэффекта было открыто в 1887 году Г.Герцем.

Учитель. Верно. Что называют фотоэффектом?

Ученики. Фотоэффект - взаимодействие электромагнитного излучения с веществом, вследствие которого энергия излучения передается электронам вещества.

Фотоэффект - это явление выбивания электронов вещества под действием света.

Учитель. Каким бывает фотоэффект?

Ученики. Фотоэффект бывает внешним (электроны вылетают с поверхности) и внутренним (электроны накапливаются внутри вещества).

Учитель. Кто систематически изучал явление фотоэффекта?

Ученики. Систематическое изучение фотоэффекта было проведено в 1888-

1889 гг. А. Г. Столетовым.

Учитель. Под действием какого излучения наблюдается фотоэффект?

Ученики. Для большинства веществ фотоэффект возникает только под

действием ультрафиолетового излучения. Однако некоторые металлы,

например литий, натрий и калий, испускает электроны и при облучении

видимым светом.

Учитель. Что экспериментально установил Столетов А.Г.?

Ученики. Столетовым экспериментально были установлены законы

внешнего фотоэффекта.

Учитель. Давайте вспомним законы фотоэффекта. Итак, закон первый? Второй? Третий?

Ученики. 1.Сила фототока насыщения прямо пропорциональна интенсивности падающего излучения

2. Максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой излучения и не зависит от его интенсивности.

3. Для каждого вещества существует минимальная частота, ниже которой фотоэффект не возможен.

Учитель. В чём состоит гипотеза Планка?

Ученики. 14 декабря 1900 г. Макс Планк предложил гипотезу, что излучение света веществом происходит не непрерывно, а порциями, или квантами. Согласно гипотезе Планка наименьшая порция энергии, которую несет излучение частотой v, определяется по формуле (формула Планка)

Е = hv, где

h - постоянная Планка, v - частота света.

Постоянная Планка h = 6,625·10-34 Дж·с.

Учитель. Что называют фотоном? Какими свойствами он обладает?

Ученики. Фотон обладает и волновыми, и корпускулярными свойствами:

1.Не имеет состояния покоя

2. Не имеет массу

3. Не имеет заряд

4. Движется со скоростью света

5. Обладает энергией Е = hv

6. Обладает импульсам р = Е/c = hv/c = h/λ

Учитель. Кто назовёт уравнение Эйнштейна?

Ученики. Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта является следствием закона изменения энергии в этом процессе:

.

II. Учитель. А сейчас я предлагаю перейти к решению задач.

К доске я приглашаю двух учащихся. Они получают задание и решают у доски. (1 учащийся Вариант3 №3; 2 учащийся Вариант3 №4.).На партах варианты заданий . Сейчас мы вместе решим следующие задачи. Вариант1 №1.

Ученики слушают и записывают условие задачи, решают цепочкой.

Задача 1. Найти длину волны света, энергия которого равна 3,6 10^-19Дж.

Решение.

.

;

Ответ: =.

Учитель. Следующая задача звучит Вариант2 №2.(решают цепочкой).

Задача 2. Энергия фотона равна 6,4 10^-19Дж. Определите частоту колебаний для этого излучения и массу фотона.

Решение.

Ответ:

Учитель. А сейчас, мы проверим как справились с заданием ваши одноклассники?

Задача вариант3 №3. Рассчитайте длину световой волны, которую следует направить на поверхность цезия, чтобы максимальная скорость фотоэлектронов была 2 10⁶м/с. Красная граница фотоэффекта для цезия 690нм.

Решение.

Ответы:

Учитель. Задача 4 из варианта3. Красная граница фотоэффекта для вольфрама 275нм. Найдите запирающее напряжение, если вольфрам освещается светом с длиной волны 175нм.

Решение.

Ответ.

Учитель. Решим задачу №6 из варианта3. Найдите кпд рентгеновской трубки, работающей под напряжением 50кВ и потребляющей ток 2мА. Трубка излучает 5 10¹³ фотонов в секунду. Длина волны излучения равна 0,1нм.

Решение.

Ответ.

Учитель. А сейчас мы попробуем справиться с задачей части С с КИМов 2015 года. Открываем вариант 4.2. задачу №9 на стр.

Решение.

Ответ.

Учитель. Подведём итог нашей работы. Попробуем проговорить алгоритм решения задач на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта.

1. Внимательно прочитать задачу.

2. Записать данные в системе СИ.

3. Записать уравнение Эйнштейна.

4. Знать замены.

5. Подставить нужные замены в уравнение Эйнштейна.

6.Если нужно, то записать вспомогательные формулы.

7. Выразить искомую величину и произвести её расчёт.

Организация домашней работы.

Откройте свои дневники и запишите домашнее задание: найти 3 задания с материалов ЕГЭ по теме урока и решить их.

. Подведение итогов урока.

На сегодняшнем уроке мы с вами решали задачи на применение уравнения Эйнштейна для фотоэффекта. Сформулировали алгоритм решения задач.

Хотелось бы еще отметить, что в 1921г. Альберт Эйнштейн был награжден Нобелевской премией по физике «за вклад в теоретическую физику, особенно за открытие закона фотоэлектрического эффекта».

Рефлексия. Прошу вас опустить шарик в стакан №1 - я научился;

№2 - почти научился; №3 - мне ещё надо позаниматься.