Фотоны, их свойства. Корпускулярно – волновой дуализм. Учитель физики МАОУ СОШ 8 г. Тюмень Жижимонтова Татьяна Геннадьевна

Цели урока Узнать, что такое фотон? Что такое корпускулярно-волновой дуализм? Какими физическими величинами фотон характеризуется? Сравнить свойства фотона со свойствами электрона, сравнить количественные и качественные характеристики электромагнитных волн разных диапазонов. Научиться рассчитывать характеристики фотонов. Делать общие выводы из частных случаев.

Повторение. Дополните предложения Квант света … Фотоэффект – это… Число электронов, вырываемых светом с поверхности металл пропорционально… Максимальная кинетическая энергия выбитых светом электронов зависит от… Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта… Красная граница фотоэффекта…

Сравни свойства фотона и электрона (заполни таблицу)

Свойствафотонэлектрон Заряд 01,6*10(-19) Кл Массаm = h ν / c² ν - частота h – постоянная Планка 9,1*10(-31)кг ( без учета релятивистского эффекта) Скоростьс=3*10(8)м/с - в вакууме с/п – в веществе (п - показатель преломления вещества) Меньше скорости света (с) в ИСО ЭнергияЕ = h ν = h с / λ = m c² h – постоянная Планка Е= m c², m – релятивистская масса

Свойствафотонэлектрон Импульср = m c = h ν / c = h / λ = = E /c р = m и, и – скорость Где наблюдается дифракция На дифракционной решетке На кристаллах Время жизни Пока движется Стабилен Длина волныλ(Б) = h/р λ(Б) – длина волны де Бройля λ(Б) = h/р

Фотон – квант электромагнитного излучения. Некоторые свойства фотонов 1. Не имеют заряда 2. Движутся со скоростью света 3. Существуют только в движении 4. Энергия фотонов Е = h ν = h с / λ = m c² 5. Масса фотонов m = h ν / c² 6. Импульс фотонов р = m c = h ν / c = h / λ = E /c 7. Оказывают давление на вещество

Доказательства квантовой природы электромагнитных волн 1. Явление фотоэффекта 2. Явление фотосинтеза 3. Мутация ДНК 4. Эффект Комптона – при прохождении рентгеновских лучей через вещество происходит увеличении длины волны (λ0) рассеянного излучения по сравнению с длиной волны (λ) падающего излучения. Для системы фотон – электрон : hν+m 0 c²=hν 1 +mc²; Р=Р 1

Решите задачи Рассчитайте длину волны де Бройля для пули массой 10 г, летящей со скоростью 660 м/с и электрона, имеющего скорость м/с. Сравнить энергию фотонов света с длиной волны 400 нм и рентгеновского излучения с длиной волны 4*10(-10) м Сколько фотонов испускает ртутная лампа мощностью 100 Вт за 1 секунду, если длина волны света 580 нм?

Решение задач 1 Решение: λ = h/mv, λ=6,6* /(0,01*600)=10 (-34 )м – длина волны де Бройля для пули, λ=6,6*10 34 /(9,1* *2*10 6) =0,36 нм - длина волны де Бройля для электрона 2 Решение: Е = h с / λ, Е 1 /Е 2 = = λ 2 / λ 1 =4*10 -7 /(4* )=1000 Энергия фотонов рентгеновского излучения в 1000 раз больше, чем энергия фотонов видимого излучения. 3 N=P*t λ/(h*c)= =100*1*5,8*10 -7 /(6,6* *3*10 8 )= =2,9*10(20) штук фотонов излучает лампа

От частного к общему Сравните волны де Бройля в ответе 1 и длины волн фотонов шкалы электромагнитных волн. Сделайте вывод о волновых свойствах частиц? Проведите анализ ответ к задаче 2 и шкалы электромагнитных волн, сделайте вывод о волновых и квантовых свойствах различных диапазонов электромагнитных волн. Проведите анализ ответа 3 и сделайте вывод о количестве фотонов испускаемых источниками света. Почему пучки света при пересечении в пространстве не рассеиваются?

Волновые свойства частиц Корпускулярно-волновой дуализм – универсальное свойство любых материальных объектов, проявляющееся на микроскопическом уровне Любой частице, обладающей импульсом, соответствует длина волны де Бройля: λБ = h/р

Корпускулярно- волновой дуализм Электромагнитные волны обладают двойственной природой Чем больше частота электромагнитных волн, тем ярче выражены квантовые свойства и менее волновые (закон перехода количественных изменений в качественные) При распространении электромагнитных волн ярче проявляются волновые свойства При взаимодействии с веществом ярче проявляются квантовые свойства

Итоги урока Что нового вы узнали? Было ли интересно? Какими новыми знаниями и умениями вы хотели бы поделиться с друзьями?

Домашнее задание §88-90 Упражнение 12 Сообщения и презентации по теме «Применение фотоэффекта»

Источники информации: Печатные источники Учебник для 11 класса Общеобразовательных учреждений Физика Г.Я.мякишев Б.Б.Буховцев Москва Просвещение 2009 Физика 11 класс Поурочные планы Г.В.Маркина Волгоград Учитель 2005

Изображения 00TcS1Fc.jpg 00TcS1Fc.jpg s/thumb/f/f5/Photoelectric_effect.svg/220px -Photoelectric_effect.svg.png s/thumb/f/f5/Photoelectric_effect.svg/220px -Photoelectric_effect.svg.png /excited-electron.png /excited-electron.png s/3/35/Alexander_stoletov.jpg s/3/35/Alexander_stoletov.jpg

Спасибо за внимание