Фото- электрический эффект Тема урока: Теория фотоэффекта. Уравнение фотоэффекта.

Общеобразовательная. Расширить общеобразовательные представления учащихся об области применения закона сохранения энергии на примере уравнения Эйнштейна. Развивающая. Научить учащихся объяснять экспериментальные законы фотоэффекта с помощью уравнения Эйнштейна, анализировать графики и объяснять законы фотоэффекта на основе графических представлений, уравнений и других источников, представляющих информацию различными способами. Воспитательная. Продолжить обучение учащихся работе в группах и воспитание необходимых качеств для данного вида работы на уроке. Приобретать умения предъявлять требования членам своей группы в соответствии с их способностями и достигать поставленной цели через максимальные возможности каждого. Цели:

Для усвоения нового материала необходимо знать следующие основные формулы: 1. Интенсивность электромагнитной волны 2. Свойства фотона 3. Уравнение движения электрона в электрическом поле

Законы фотоэффекта: Количество фотоэлектронов, выбиваемых светом с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны. Кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света не зависит от интенсивности падающего света. Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т. е. существует наименьшая частота min, при которой еще возможен фотоэффект. Фотоэффект практически безынерционен, фототок возникает мгновенно после начала освещения катода при условии, что частота света ν > ν min.

Компьютерная динамическая модель для наблюдения фотоэффекта и исследования его законов.

Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта - Формула для определения красной границы фотоэффекта

Работа выхода Работа выхода - это характеристика материала (табличная величина). Она показывает, какую работу должен совершить электрон, чтобы преодолеть поверхностную разность потенциалов и выйти за пределы металла. Она зависит от химического состава вещества. Работа выхода обычно измеряется в электронвольтах (эВ).

Анализ вольт-амперной характеристики. Начиная с некоторого значения напряжения сила тока в цепи перестает изменяться, достигнув насыщения. При следовательно выбитые электроны обладают кинетической энергией. I0I0 Сила тока насыщения прямо пропорциональна числу электронов, выбитых светом за 1 с с поверхности катода:

Зависимость числа выбитых электронов от светового потока. Световой поток, падающий на фотокатод увеличивается, а его спектральный состав остается неизменным: Ф 2 > Ф 1 Сила тока насыщения и, следовательно, число выбитых светом за 1 с электронов увеличивается: I нас,2 >I нас,1 Значение запирающего напряжения не меняется! ν1= ν2ν1= ν2

Доказательство законов фотоэффекта Число фотонов N ф равно числу электронов N э. Энергия монохроматического света Следовательно, Количество фотоэлектронов, выбиваемых светом с поверхности металла за 1 с, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны.

Доказательство законов фотоэффекта Из уравнения Эйнштейна: Кинетическая энергия фотоэлектронов линейно возрастает с частотой света не зависит от интенсивности падающего света.

Доказательство законов фотоэффекта Минимальная частота света соответствует W к =0, то или. Для каждого вещества существует красная граница фотоэффекта, т. е. существует наименьшая частота min, при которой еще возможен фотоэффект. Эти формулы позволяют определить работу выхода A электронов из металла.

Красная граница фотоэффекта При < min ни при какой интенсивности волны падающего на фотокатод света фотоэффект не произойдет. Т.к., то минимальной частоте света соответствует максимальная длина волны. Т.к длина волны больше у красного цвета, то максимальную длину волны (минимальную частоту), при которой еще наблюдается фотоэффект, назвали красной границей фотоэффекта.

Задание на дом §89, повторить §88. Проанализировать решения задач (1,2,3) и решить задачи (1,2) из самостоятельной работы.

Высказывание М.Планка. «Если квант действия был фиктивной величиной, тогда весь вывод закона излучения был принципиально иллюзорным и представляет просто лишенную содержания игру в формулы или при выводе этого закона в основу была положена правильная мысль - тогда квант действия должен играть в физике фундаментальную роль. Тогда появление его возвещало нечто до толе неслыханное, что, казалось требовало преобразования самих основ нашего физического мышления, покоившегося со времени обоснования бесконечно малых Ньютоном и Лейбницем на предположении о непрерывности всех причинных связей. Дискретное измерение энергии является принципиально новым положением по сравнению с непрерывным измерением величин в классической физике. В 1905г., когда уравнение фотоэффекта было написано впервые, на Эйнштейна обрушился поток критики, на него ополчились все, даже /сам М. Планк. Однако 16 лет спустя классическую простоту уравнения Эйнштейна отметила Шведская Академия наук, присудив ему Нобелевскую премию. Эйнштейн, в совершенстве владея логикой, в явлении фотоэффекта видел не исключения из правил волновой оптики, а сигнал природы о существовании еще неизвестных, но глубоких законов, так уж случилось, что исторически сначала были изучены волновые свойства света. Только в явлении фотоэффекта физики впервые столкнулись с его корпускулярными свойствами. Конечно, очень трудно было их принять и просто в них поверить. Однако дальнейшее развитие науки и технический прогресс показали, что теория фотоэффекта разработанная А. Эйнштейном верна и имеет право на дальнейшее существование, она получила применение во многих технических разработках и изобретениях».