Zusammenfassung der Lektion

Lösen von Aufgaben zum Thema "Photoelektrischer Effekt"

Aufgaben:

Training: zu lehren, wie man Probleme unterschiedlicher Komplexität zum photoelektrischen Effekt löst;

Entwickeln: Logik entwickeln und kreatives Denken, Fähigkeiten aufbauen Forschungstätigkeit; die Fähigkeit entwickeln, in einer Gruppe zu arbeiten

erziehen: einen gewissenhaften Umgang mit dem Thema kultivieren.

Ausrüstung : Computer, Projektor, Leinwand.

Unterrichtsplan.

1. Organisatorischer Moment. (Die Schüler formulieren den Zweck der Unterrichtsstunde.)

2. Kurze Wiederholung der Theorie über den photoelektrischen Effekt.

3. Problemlösung.

4. Hausaufgaben.

5. Die Ergebnisse des Unterrichts.

1. Spaltentexte abgleichen:

PRÜFEN SIE SELBST
			Ein Elektron, das durch Licht aus der Kathode ausgestoßen wird
	Photoelektron		Maximaler Fotostromwert
	Sättigungsfotostrom		Die minimale Lichtfrequenz, unterhalb derer der photoelektrische Effekt nicht beobachtet wird
	Verzögerungsspannung		Die Bewegung von Elektronen, die durch Licht aus der Kathode herausgerissen werden
	Fotoeffekt mit rotem Rand		Die minimale Arbeit, die verrichtet werden muss, um ein Elektron aus einer Substanz freizusetzen
	Arbeitsfuntkion		Spannung, bei der der Photostromwert Null ist

2. Analyse des Algorithmus zur Anwendung der Einstein-Gleichung für den photoelektrischen Effekt zur Problemlösung

1. Der photoelektrische Effekt wird beschrieben Einsteins Gleichung:

in dem - - Energie Lichtquant(Photon),

Austrittsarbeit eines Elektrons aus einem Metall,

Kinetische Energie eines Photoelektrons.

2. Ermittlung der Photonenenergie.

2.1. Wenn der Wert der Wellenlänge in der Aufgabe angegeben ist, verwenden Sie die Formel für den Zusammenhang der Wellenlänge und ihrer Ausbreitungsgeschwindigkeit mit der Frequenz.

2.2. Die Energie eines Photons kann durch Kenntnis der Strahlungsenergie ermittelt werden:

wobei N die Anzahl der Photonen ist.

2.3. Die Energie eines Photons hängt mit seinen eigenen Eigenschaften eines Photons als Lichtteilchen zusammen. Die Formel für den Zusammenhang zwischen Impuls und Photonenenergie:

3. Ermitteln der Austrittsarbeit eines Elektrons aus einem Metall.

Der Wert der Elektronenaustrittsarbeit kann bestimmt werden:

3.1. anhand der Referenztabelle "Austrittsarbeit eines Elektrons aus einem Metall", wenn das Metall bekannt ist und keine Größen die Ermittlung der Austrittsarbeit erschweren.

3.2. durch den Wert der roten Grenze des photoelektrischen Effekts für ein bestimmtes Metall in einem bestimmten Zustand.

4. Das Verhalten eines Photoelektrons nach Verlassen des Metalls lässt sich aus folgenden Überlegungen beschreiben:

4.1. In einem bremsenden homogenen elektrischen Feld ist nach dem Satz über die kinetische Energie die Änderung der kinetischen Energie eines Photoelektrons gleich der Arbeit der Feldkräfte, d.h.

4.2. Es sollte daran erinnert werden, dass die Bewegung von Photoelektronen entlang Kraftlinien homogen elektrisches Feld- Bewegung mit konstanter Beschleunigung.

4.3. Gelangen Photoelektronen in ein homogenes Magnetfeld, so bewegen sie sich je nach Winkel zwischen Geschwindigkeitsvektor und magnetischem Induktionsvektor geradlinig (= 0°, = 180°), kreisförmig (= 90°) oder spiralförmig ( 90º 0º).

Beispielsweise bewegt sich das Photoelektron bei = 90º unter der Wirkung der Lorentzkraft mit Beschleunigung entlang eines Kreises mit dem Radius , während die Umlaufzeit des Photoelektrons gleich ist

3. Problemlösung in Gruppen gefolgt von der Verteidigung der Lösung

Aufgaben zum Lösen in Gruppen:

ich. Bedingungen für das Auftreten des photoelektrischen Effekts.

II. Einsteins Gleichung für den photoelektrischen Effekt.

Stufe A

Welche Energie haben Elektronen, die durch Licht mit einer Wellenlänge von 600 nm aus Bariumoxid ausgestoßen werden?

Finden Sie die Frequenz des Lichts, das den photoelektrischen Effekt in Silber verursacht, wenn die maximale Geschwindigkeit der Photoelektronen 600 km/s beträgt.

Stufe B.

Stufe C.

4. Hausaufgaben: Es ist notwendig, Aufgaben zu diesem Thema in den USE-Materialien auszuwählen, einen Algorithmus zu ihrer Lösung zu erstellen und die Lösung in Form einer Präsentation zu gestalten.

Referenzliste

1. Myakishev G.Ya. Physik: Lehrbuch für 11 Zellen. Bildungsinstitutionen– M.: Aufklärung, 2012.-399 S.

2. Khannanov N.K., G.G. Nikiforov, V.A. Orlow United Staatsexamen 2015. Physik. Aufgabensammlung / Moskau: Eksmo, 2014.- 240s./

3. N.I. Zorin USE 2015 Physik. Probleme lösen. / Moskau: Eksmo, 2014.- 320 S./

4. Internetressourcen http:// www. Alter. en http:// Fipi. en

Unterrichtsthema : Aufgaben lösen zum Thema "Photoelektrischer Effekt"

Unterrichtstyp : Unterricht - Werkstatt

Ziele:

Entwicklung von Fähigkeiten zur Problemlösung Anderer Typ und Niveau gem Materialien VERWENDEN

Aufgaben:

lehrreich : Festigung der Fähigkeit, Probleme zum Thema zu lösen, zu lehren, wie Probleme mit erhöhter Komplexität zum photoelektrischen Effekt gelöst werden können;

Entwicklung : Fortsetzung der Bildung der Fähigkeit zur Analyse, Verallgemeinerung, Anwendung des erworbenen Wissens bei der Lösung von Problemen (qualitativ, grafisch, rechnerisch), der Fähigkeit zur Gruppenarbeit, der Entwicklung der Unabhängigkeit.

pflegend : Aufmerksamkeit, Verantwortungsbewusstsein erziehen,

Pflegen Sie einen gewissenhaften Umgang mit dem Thema.

Ausrüstung : Computer, Beamer, interaktive Tafel, Handzettel

Unterrichtsplan:

Org-Moment.

UntersuchunghausgemachtAufgaben.

Lösen von Problemen der Teile A, B, C der Prüfung

Entspannung

Zusammenfassend. Haus. Die Übung.

Betrachtung

1. Organisatorischer Moment

2..Spaltentexte abgleichen:

Stufe A

Welche Energie haben Elektronen, die durch Licht mit einer Wellenlänge von 600 nm aus Bariumoxid ausgestoßen werden?

Finden Sie die Frequenz des Lichts, das den photoelektrischen Effekt in Silber verursacht, wenn die maximale Geschwindigkeit der Photoelektronen 600 km/s beträgt.

Stufe B.

Stufe C.

Aufgaben für die Arbeit in Gruppen

Gruppe A

Wenn die Metalloberfläche mit Licht mit einer Frequenz von 5 10 beleuchtet wird 14 Hz werden Photoelektronen freigesetzt. Wie groß ist die Austrittsarbeit von Photoelektronen aus einem Metall bei einer maximalen kinetischen Energie von Elektronen von 1,2 eV?

Aufgaben für die Arbeit in Gruppen

Gruppe B

Die Austrittsarbeit eines Elektrons aus Barium beträgt 3,9 · 10 -19 J. Photoelektronengeschwindigkeit 3 ​​10 5 Frau. Bestimmen Sie die Wellenlänge des Lichts und die rote Grenze des photoelektrischen Effekts.

Aufgaben für die Arbeit in Gruppen

Gruppe C

Beim photoelektrischen Effekt werden Elektronen durch Strahlung mit einer Frequenz von 2 · 10 von der Oberfläche eines Metalls ausgestoßen 15 Hz, werden durch das Verzögerungsfeld bei einer Spannung von 7 V und einer Frequenz von 4 10 vollständig verzögert 15 Hz - bei einer Spannung von 15 V. Berechnen Sie aus diesen Daten die Plancksche Konstante.

5. Zusammenfassung. Hausarbeit:

Hausaufgaben

Finden Sie die Lichtfrequenz, die Elektronen aus dem Metall ausstößt, die durch eine Potentialdifferenz von 3 V vollständig blockiert werden. Die rote Grenze des photoelektrischen Effekts für ein bestimmtes Metall ist 6 10 14 Hertz.

Die rote Grenze des photoelektrischen Effekts liegt bei einigen Metallen bei 0,5 µm. Bei welcher Frequenz des einfallenden Lichts werden die von seiner Oberfläche abgelösten Elektronen durch ein Potential von 3 V vollständig gestoppt

Die Energie eines Photons ist gleich der kinetischen Energie eines Elektrons, das eine Anfangsgeschwindigkeit von 106 m/s und eine Beschleunigung durch eine Potentialdifferenz von 4 V hatte. Finden Sie die Wellenlänge des Photons.

(C6) In einem Vakuum befinden sich zwei kalziumbeschichtete Platten, an die ein Kondensator mit einer Kapazität von C \u003d 8000 pF angeschlossen ist. Bei längerer Beleuchtung einer der Platten mit Licht hört der zu Beginn entstandene Fotostrom auf und der Kondensator q \u003d 11 10 wird aufgeladen -9 Kl. Austrittsarbeit von Elektronen aus Calcium À=4,42 · 10 -19 J. Bestimmen Sie die Wellenlänge des Lichts, das die Platte beleuchtet?

6. Reflexion:Füllen Sie die Fragebögen aus, die auf Ihren Schreibtischen liegen.

Markieren Sie mit einem „+“ die Aussagen, denen Sie zustimmen, und einem „-“, denen Sie nicht zustimmen:

Ich habe heute viel gelernt;

Der Unterricht interessierte mich;

Mir war langweilig;

Etwas war nicht klar, aber ich kann es herausfinden, wenn ich das Tutorial lese;

Noch ist nicht alles klar, die Hilfe des Lehrers wird benötigt

Ich habe nichts verstanden;

Aufgaben zur Klausurvorbereitung zum Thema "Photoelektrischer Effekt"

Aufgaben vom Typ B (Sie müssen auf einem Entwurf lösen und die Antwort richtig formulieren) Aufgaben vom Typ C (erfordern eine detaillierte Detaillösung)

IN 1. Wird die Kathode mit Licht mit einer Frequenz von 1,2 1015 Hz bestrahlt, stoppt der Photostrom, wenn zwischen Kathode und Anode eine Spannung von 1,65 V angelegt wird. Welche Frequenz entspricht dem roten Rand des photoelektrischen Effekts für das Kathodenmaterial? Multiplizieren Sie die resultierende numerische Antwort mit 10 -13, runden Sie dann auf ganze Zahlen auf und tragen Sie sie in den Antwortbogen ein.

IN 2. Die Abbildung zeigt das Emissionsspektrum von Natrium. Die Zahlen auf der numerischen Achse sind Wellenlängen in nm (10 - 9 m . ) Schätzen Sie die Frequenz der Photonen ab, aus denen die im gegebenen Spektrum aufgezeichnete Strahlung besteht. Runden Sie Ihre Antwort auf zwei signifikante Stellen und multiplizieren Sie sie mit 10-13 und auf das Formular schreiben Antworten.

IN 3. Mit Calcium beschichtete Photokathode (Austrittsarbeit A \u003d 4,42 1O 19 J), beleuchtet von Licht mit einer Frequenz von 2 IO 15 Hertz. Die von der Kathode emittierten Elektronen treten in ein homogenes Magnetfeld senkrecht zu den Induktionslinien dieses Feldes ein und bewegen sich entlang eines Kreises mit einem maximalen Radius von 10 mm. Was ist induktion Magnetfeld BEIM? Geben Sie Ihre Antwort in Millitesla an und runden Sie auf eine Dezimalstelle (Antwort: 0,8 T).

UM 4. Bei der Bestrahlung einer Metallplatte tritt der Photoeffekt nur dann auf, wenn der Impuls p der einfallenden Photonen 3,6 · 10 - 27 kg übersteigt Frau. Mit welcher Geschwindigkeit verlassen Elektronen die Platte, wenn sie mit Licht doppelter Frequenz bestrahlt wird? Geben Sie Ihre numerische Antwort in km/s an und runden Sie auf die nächste ganze Zahl.

C1. Die Photokathode wird mit Licht bestrahlt, dessen Wellenlänge 300 nm beträgt. Die rote Grenze des photoelektrischen Effekts für die Substanz der Photokathode liegt bei 400 nm. Welche Spannung U bewerben müssen zwischen Anode und Kathode, damit der Photostrom aufhört?

C2. Im Vakuum befinden sich zwei kalziumbeschichtete Elektroden, an die ein Kondensator mit einer Kapazität von C 1 angeschlossen ist. = 10.000 pF. Wenn die Kathode längere Zeit mit Licht beleuchtet wird, hört der zu Beginn entstandene Fotostrom auf und der Kondensator wird aufgeladen q = 10 -8 Cl. Austrittsarbeit von Elektronen aus Calcium A \u003d 4,42 10 -19 J. Bestimmen Sie die Wellenlänge des Lichts, das die Kathode beleuchtet.

C3. Um Raumfahrzeuge zu beschleunigen und ihre Umlaufbahnen zu korrigieren, wird vorgeschlagen, ein Sonnensegel zu verwenden - einen großflächigen Lichtschirm, der aus einem dünnen Film, der das Sonnenlicht widerspiegelt, am Gerät befestigt ist. Was ist die inkrementelle Geschwindigkeitsänderung Raumfahrzeug mit einem Gewicht von 1000 kg (einschließlich der Masse des Segels) in 24 Stunden, wenn die Abmessungen des Segels 200 m x 200 m betragen? Leistung W Sonnenstrahlung, die auf 1 m 2 einer Oberfläche senkrecht zu den Sonnenstrahlen fällt, beträgt 1370 W / m 2.

B5 Photonen mit einer Energie von 6 eV schlagen Elektronen aus der Metalloberfläche heraus. Die Austrittsarbeit von Elektronen aus einem Metall beträgt 5,7 eV. Welchen Impuls erhält ein Elektron, wenn es die Oberfläche eines Metalls verlässt? Multipliziere die numerische Lösung mit 10 25 und trage sie in den Antwortbogen ein, aufgerundet auf ganze Zahlen.

C4. Welche Wellenlänge entspricht der roten Grenze des photoelektrischen Effekts, wenn bei der Bestrahlung einer Metallplatte mit Licht die Wellenlänge λ = 3,3. 10 -7 m beträgt die Höchstgeschwindigkeit der ausgestoßenen Elektronen 800 km/s?

C5. Der photoelektrische Effekt beginnt in diesem Metall bei der Strahlungsfrequenz = 6 10 14 Hz. Finden Sie die Frequenz des einfallenden Lichts, wenn die von der Oberfläche des Metalls emittierten Photoelektronen vollständig durch das Gitter gestoppt werden, dessen Potential in Bezug auf das Metall ist U=4V

С4 (2003)

С4 (2003)Wenn ein Metall mit Licht mit einer Wellenlänge von 245 nm bestrahlt wird, wird ein photoelektrischer Effekt beobachtet. Die Austrittsarbeit eines Elektrons aus einem Metall beträgt 2,4 eV. Berechnen Sie die Menge an Spannung, die auf das Metall ausgeübt werden muss, um es zu reduzieren Höchstgeschwindigkeit emittierte Photoelektronen um den Faktor 2.

Aufgabe C5 (2005)

Photonen mit einer Energie von 5 eV schlagen Elektronen aus der Metalloberfläche heraus. Die Austrittsarbeit von Elektronen aus einem Metall beträgt 4,7 eV. Welchen Impuls erhält ein Elektron, wenn es die Oberfläche eines Metalls verlässt?

C5 (2007)

Calciumbeschichtete Photokathode (Austrittsarbeit 4,42× 10–19 J), beleuchtet durch Licht mit einer Wellenlänge von 300 nm. Die von der Kathode emittierten Elektronen treten mit Induktion in ein homogenes Magnetfeld ein8,3× 10–4 T senkrecht zu den Induktionslinien dieses Feldes. Wie groß ist der maximale Radius des Kreises, auf dem sich die Elektronen bewegen?