План урока "Фотоэффект.Законы фотоэффекта", 11 класс, 1 урок.

11 кл. Физика. Тема: «Фотоэффект. Законы фотоэффекта», 1 урок.

Цель урока: изучить блок 12 по теме: «Фотоэффект. Законы фотоэффекта», ответить на вопросы по данной теме.

1.Изучи явление фотоэффекта и его законы по ссылкам: http://youtube.com/watch?v=BFba2gaavI0 (4мин 45 с), http://youtube.com/watch?v=U0jTvBKlA4k (2 мин 12с), http://youtube.com/watch?v=dWOCYhTp9Cc (2мин27с), прочти блок 12.
2. Если у тебя нет Интернета, то изучи блок 12 «Фотоэффект. Законы фотоэффекта», прочти &68 в учебнике.

Блок 12
Тема: «Фотоэффект. Законы фотоэффекта»

1. Фотоэффект.

Квантовым законам подчиняется поведение всех микрочастиц. Но впервые квантовые свойства материи были обнаружены при исследовании излучение и поглощения света.

Квант – частица электромагнитного излучения (в частности, света), энергия которой определяется формулой

Энергия фотона через частоту

Энергия фотона через длину волны

h = 6,63 10^-34 Дж с – постоянная Планка;

(Гц) – частота излучения;

(м) – длина волны.

Энергия фотона может выражаться в джоулях (Дж) и электрон-вольтах (эВ).

Фотоэффект – выбивание электронов из некоторых веществ под действием электромагнитного излучения или света.

! Электроны при фотоэффекте называют фотоэлектронами, а процесс их выбивания из вещества светом – фотоэлектронной эмиссией.

Открыл фотоэффект Г.Герц, исследовал – А.Г.Столетов.

Законы фотоэффекта.

Изучая фотоэффект, надо было выяснить, от чего зависит число вырванных светом с поверхности вещества электронов, чем определяется их скорость движения и кинетическая энергия.

При малом напряжении не все вырванные светом электроны достигают анода. Если, не меняя интенсивности излучения, увеличивать напряжение между электродами, то сила тока возрастает. Но при некотором напряжении она достигает максимума, после чего перестаёт увеличиваться. Это максимальное значение силы тока называют током насыщения , оно определяется числом фотоэлектронов, испускаемых с освещаемого электрода за 1 с. На основании этого опыта был сформулирован 1 закон фотоэффекта.

1 закон фотоэффекта: Сила фототока насыщения при неизменной частоте падающего света прямо пропорциональна его интенсивности

I, А

U, В

Из графика видно, что часть вырванных светом электронов достигает противоположного электрода и при отсутствии напряжения на электродах. Если поменять полярность подключения батареи, то сила тока уменьшится и при некотором напряжении сила тока станет равной нулю и фототок прекратится, а вырванные электроны вернутся обратно.
– задерживающее напряжение, которое нужно приложить к электродам, чтобы фототок прекратился.
зависит от кинетической энергии, которой обладают фотоэлектроны. Тогда можно определить из следующего равенства:

2 закон фотоэффекта: максимальная кинетическая энергия выбитого электрона не зависит от интенсивности падающего света, а определяется частотой (или длиной волны ) света, состоянием поверхности и родом вещества фотокатода. При этом с увеличением частоты при неизменной интенсивности падающего света кинетическая энергия каждого выбитого электрона увеличивается.
! Если частота света меньше определённой для данного вещества минимальной частоты , то фотоэффекта не будет.
Теория фотоэффекта.

Объяснение фотоэффекта было дано Эйнштейном в 1905 г., который развил идеи Планка о прерывистом испускании света.
! Энергия каждой порции излучения пропорциональна частоте излучения: . Поглотиться может только вся порция целиком. Энергия излучения идёт на совершение работы выхода электрона из вещества и сообщение фотоэлектрону кинетической энергии , тогда

Уравнение Эйнштейна.

, т.к. = , то = , тогда

Для многофотонных процессов:

,

где m (кг) – масса электрона m = 9,1 10^-31 кг;
(м/с) – скорость движения электрона;
= 1,6 10^-19 Кл – заряд электрона;
с = 3 10⁸ м/с – скорость света в вакууме;
N – число фотонов, бомбардирующих электрон катода.

Работа выхода – энергия, которую необходимо затратить, чтобы вырвать электрон из металла при фотоэффекте.
Для каждого вещества фотоэффект наблюдается только в том случае, если

Условие существования фотоэффекта.

Красной границей фотоэффекта называют минимальную частоту или максимальную длину волны при которой фотоэффект ещё возможен.
или ,

где минимальная частота, при которой фотоэффект ещё наблюдается.
– максимальная длина волны, при которой фотоэффект ещё наблюдается.

! зависит от обработки поверхности металла и рода материала, из которого изготовлен катод и не зависит от частоты падающего света.
3 закон фотоэффекта: Фототок прекращается, если частота падающего на фотокатод света становится меньше некоторой пороговой частоты , зависящей от состояния поверхности и рода вещества фотокатода.

3. Ответь на вопросы по изученному материалу.
1) Кем и когда экспериментально был исследован фотоэффект?
2) При каком условии фотоэффект возможен? не возможен?
3) Где применяют явление фотоэффекта?
4) По какой основной формуле можно рассчитать энергии при фотоэффекте?
5) Меняется ли работа выхода у различных веществ? у одного и того же вещества?
6) Зависит ли работа выхода от частоты падающего на катод света?

4. Сфотографируй ответы на вопросы и отправь по электронной почте: [email protected] или WhatsApp 8 904 442 43 98.

Критерии оценивания ответов:
«5» - все ответы правильные и полные;
«4» - верны все ответы, но допущены 1-2 неточности в ответах или ответы на 1, 2 вопроса неполные;
«3» - верны ответы на 3 – 5 вопросов;
«2» - верны ответы на 1- 2 вопроса, либо верных ответов нет;
«1» - работа не сделана без уважительной причины.
(Оценки за работу будут размещены после того, как все сдадут работы учителю)

1