Résumé de la leçon

Résoudre des problèmes sur le thème « Effet photo »

Tâches:

pédagogique : apprendre à résoudre des problèmes de complexité variable sur l'effet photoélectrique ;

développemental : développer la logique et la pensée créative, développer des compétences activités de recherche; développer la capacité à travailler en groupe

éduquer : cultiver une attitude consciencieuse envers le sujet.

Équipement : ordinateur, projecteur, écran.

Plan de cours.

1. Moment organisationnel. (Les élèves formulent le but de la leçon.)

2. Brève répétition de la théorie de l'effet photoélectrique.

3. Résolution de problèmes.

4. Devoirs.

5. Résumé de la leçon.

1. Faites correspondre les textes des colonnes :

VÉRIFIE TOI-MÊME
			Électron éjecté de la cathode par la lumière
	Photoélectron		Valeur maximale du photocourant
	Photocourant de saturation		La fréquence minimale de la lumière en dessous de laquelle l'effet photoélectrique n'est pas observé
	Tension de maintien		Mouvement des électrons arrachés par la lumière de la cathode
	bordure effet photo rouge		Travail minimum à effectuer pour qu'un électron quitte une substance
	Fonction de travail		Tension à laquelle le photocourant est nul

2. Analyse de l'algorithme d'application de l'équation d'Einstein pour l'effet photoélectrique à la résolution de problèmes

1. L'effet photoélectrique est décrit L'équation d'Einstein :

dans lequel - - énergie quantique de lumière(photon),

Le travail de travail d'un électron quittant un métal,

Énergie cinétique d'un photoélectron.

2. Trouver l'énergie des photons.

2.1. Si le problème donne la valeur de la longueur d'onde, utilisez la formule permettant de relier la longueur d'onde et la vitesse de sa propagation à la fréquence.

2.2. L'énergie d'un photon peut être trouvée en connaissant l'énergie du rayonnement :

où N est le nombre de photons.

2.3. L'énergie d'un photon est liée à ses propres caractéristiques en tant que particule lumineuse. Formule pour la relation entre l'impulsion et l'énergie photonique :

3. Trouver le travail de sortie d'un électron à partir d'un métal.

La valeur du travail d’extraction électronique peut être déterminée :

3.1. en utilisant le tableau de référence « Fonction d'extraction d'un électron à partir d'un métal », si le métal est connu et qu'il n'y a pas de quantités qui compliquent la recherche de la fonction d'extraction.

3.2. à travers la valeur de la limite rouge de l'effet photoélectrique pour un métal donné dans un état donné.

4. Le comportement d'un photoélectron après avoir quitté le métal peut être décrit à partir des considérations suivantes :

4.1. Dans un champ électrique uniforme retardateur, selon le théorème de l'énergie cinétique, la variation de l'énergie cinétique du photoélectron est égale au travail des forces de champ, c'est-à-dire

4.2. Il ne faut pas oublier que le mouvement des photoélectrons le long les lignes électriques homogène champ électrique– mouvement avec une accélération constante.

4.3. Si les photoélectrons entrent dans un champ magnétique uniforme, alors, en fonction de l'angle entre le vecteur vitesse et le vecteur induction magnétique, ils se déplacent de manière rectiligne (= 0º, = 180º), en cercle (= 90º) ou en spirale (90º 0º) .

Par exemple, à = 90º le photoélectron se déplace sous l'influence de la force de Lorentz avec accélération le long d'un cercle de rayon , et la période de révolution du photoélectron est égale à

3. Résoudre des problèmes en groupe suivi de la défense de la décision

Problèmes à résoudre en groupe :

je. Conditions d'apparition de l'effet photoélectrique.

II. L'équation d'Einstein pour l'effet photoélectrique.

Niveau A.

Quelle énergie possèdent les électrons éjectés de l’oxyde de baryum par une lumière d’une longueur d’onde de 600 nm ?

Trouvez la fréquence de la lumière qui provoque l’effet photoélectrique dans l’argent si la vitesse maximale des photoélectrons est de 600 km/s.

Niveau B.

Niveau C.

4. Devoirs: il est nécessaire de sélectionner des problèmes sur ce sujet dans le matériel de l'examen d'État unifié, d'élaborer un algorithme pour les résoudre et de présenter la solution sous la forme d'une présentation.

Bibliographie

1. Myakishev G.Ya. Physique : Manuel pour la 11e année. les établissements d'enseignement– M. : Éducation, 2012.-399 p.

2. Khannanov N.K., G.G. Nikiforov, V.A. Orlov l'Unis Examen d'état 2015. Physique. Collection de tâches / Moscou : Eksmo, 2014.- 240 pp./

3. N.I. Examen d'État unifié Zorin 2015 Physique. Résolution de problème. / Moscou : Eksmo, 2014.- 320 pp./

4. Ressources Internet http:// www. ege. ru http:// fipi. ru

Sujet de la leçon : Résoudre des problèmes sur le thème « Effet photo »

Type de cours : Cours - atelier

Objectifs:

Mettre en pratique les compétences en résolution de problèmes différents types et le niveau conformément à Matériel d'examen d'État unifié

Tâches:

éducatif : consolider la capacité à résoudre des problèmes sur un sujet, apprendre à résoudre des problèmes de complexité accrue en utilisant l'effet photoélectrique ;

développement : continuer à développer la capacité d'analyse, de généralisation, d'application des connaissances acquises lors de la résolution de problèmes (qualitatifs, graphiques, calcul), la capacité à travailler en groupe et à développer l'autonomie.

nourrir : cultiver l'attention, le sens des responsabilités,

cultiver une attitude consciencieuse envers le sujet.

Équipement : ordinateur, projecteur, tableau interactif, Document à distribuer

Plan de cours:

Moment d’organisation.

ExamenmaisonTâches.

Résoudre les problèmes des parties A, B, C de l'examen d'État unifié

Relaxation

Résumer. Maison. Exercice.

Réflexion

1.Moment organisationnel

2.. Faire correspondre les textes des colonnes :

Niveau A.

Quelle énergie possèdent les électrons éjectés de l’oxyde de baryum par une lumière d’une longueur d’onde de 600 nm ?

Trouvez la fréquence de la lumière qui provoque l’effet photoélectrique dans l’argent si la vitesse maximale des photoélectrons est de 600 km/s.

Niveau B.

Niveau C.

Tâches pour le travail de groupe

groupe A

Lors de l'éclairage d'une surface métallique avec une lumière d'une fréquence de 5 10 14 Des photoélectrons Hz sont libérés. Quel est le travail de sortie des photoélectrons d'un métal à une énergie cinétique électronique maximale de 1,2 eV ?

Tâches pour le travail de groupe

Groupe B

Le travail de sortie d'un électron du baryum est de 3,9 · 10 -19 J. Vitesse des photoélectrons 3 10 5 MS. Déterminez la longueur d’onde de la lumière et la limite rouge de l’effet photoélectrique.

Tâches pour le travail de groupe

Groupe C

Dans le phénomène de l'effet photoélectrique, des électrons arrachés à la surface d'un métal par un rayonnement d'une fréquence de 2 10 15 Hz, sont complètement retardés par le champ de freinage à une tension de 7 V et à une fréquence de 4 10 15 Hz – à une tension de 15 V. À l’aide de ces données, calculez la constante de Planck.

5. Résumer. Devoirs:

Devoirs

Trouvez la fréquence de la lumière qui élimine les électrons du métal, qui sont complètement retardés par une différence de potentiel de 3 V. La limite rouge de l'effet photoélectrique pour un métal donné est 6 10 14 Hz

La limite rouge de l'effet photoélectrique pour certains métaux est de 0,5 micron. À quelle fréquence de la lumière incidente les électrons émis par sa surface seront-ils complètement retardés par un potentiel de 3 V

L'énergie d'un photon est égale à l'énergie cinétique d'un électron qui avait une vitesse initiale de 106 m/s et une accélération d'une différence de potentiel de 4 V. Trouvez la longueur d'onde du photon.

(C6) Dans le vide, il y a deux plaques recouvertes de calcium, auxquelles est connecté un condensateur d'une capacité de C = 8000 pF. Lorsqu'une des plaques est éclairée pendant une longue période par de la lumière, le photocourant apparu s'arrête initialement et une charge q = 11 10 apparaît sur le condensateur -9 Cl. Fonction de travail des électrons quittant le calcium A=4,42·10 -19 J. Déterminer la longueur d’onde de la lumière éclairant la plaque ?

6.Réflexion :remplissez les questionnaires qui se trouvent sur vos bureaux.

Marquez d'un signe « + » les affirmations avec lesquelles vous êtes d'accord et d'un signe « - » avec lesquelles vous n'êtes pas d'accord :

J'ai beaucoup appris aujourd'hui;

J'étais intéressé par la leçon;

Je m'ennuyais;

Certaines choses n'étaient pas claires, mais je pourrai les comprendre une fois que j'aurai lu le manuel ;

Tout n’est pas encore clair, vous aurez besoin de l’aide d’un professeur

Je n'ai rien reçu;

Tâches de préparation à l'examen d'État unifié sur le thème « Effet photo »

Problèmes de type B (doivent être résolus dans un brouillon et la réponse correctement formatée) problèmes de type C (nécessitent une solution détaillée et détaillée)

EN 1. Lorsque la cathode est irradiée avec une lumière d'une fréquence de 1,2 à 1015 Hz, le photocourant s'arrête lorsqu'une tension de 1,65 V est appliquée entre la cathode et l'anode. Quelle est la fréquence correspondant à la limite rouge de l’effet photoélectrique pour la substance cathodique ? Multipliez la réponse numérique obtenue par 10 -13, puis arrondissez aux nombres entiers et notez-la sur le formulaire de réponse.

À 2 HEURES. La figure montre le spectre d'émission du sodium. Les nombres sur l'axe des nombres sont les longueurs d'onde en nm (10 - 9 m . )Estimez la fréquence des photons qui composent le rayonnement enregistré dans le spectre donné. Arrondissez votre réponse à deux chiffres significatifs, multipliez par 10-13 et notez-le sur le formulaire réponses.

À 3. Photocathode recouverte de calcium (fonction de travail A = 4,42 1O 19 J), éclairé par une lumière de fréquence égale à 2 OI 15 Hz Les électrons émis par la cathode pénètrent dans un champ magnétique uniforme perpendiculaire aux lignes d'induction de ce champ et se déplacent dans un cercle d'un rayon maximum de 10 mm. À quoi est égale l’induction ? champ magnétique DANS? Exprimez votre réponse en milliteslas et arrondissez à une décimale près. (Réponse : 0,8 Tesla)

À 4 HEURES. Lorsqu'une plaque métallique est irradiée, l'effet photoélectrique ne se produit que si l'impulsion p des photons incidents sur elle dépasse 3,6 · 10 - 27 kg MS. À quelle vitesse les électrons quitteront-ils la plaque si celle-ci est irradiée par une lumière dont la fréquence est deux fois plus élevée ? Exprimez votre réponse numérique en km/s et arrondissez aux nombres entiers.

C1. La photocathode est irradiée avec une lumière d'une longueur d'onde de 300 nm. La limite rouge de l'effet photoélectrique pour la substance photocathodique est de 400 nm. Quelle est la tension U il faut l'attacher entre l'anode et la cathode pour que le photocourant s'arrête ?

C2. Dans le vide, il y a deux électrodes recouvertes de calcium, auxquelles est connecté un condensateur de capacité C 1 = 10 000 pF. Lorsque la cathode est éclairée pendant une longue période avec de la lumière, le photocourant qui est apparu s'arrête initialement et une charge apparaît sur le condensateur q = 10 -8 Cl. Fonction de travail de la libération d'électrons du calcium A = 4,42 10 -19 J. Déterminez la longueur d'onde de la lumière éclairant la cathode.

C3. Pour accélérer les vaisseaux spatiaux et corriger leurs orbites, il est proposé d'utiliser une voile solaire - un écran léger de grande surface constitué d'un film mince fixé à l'appareil, qui réfléchit spéculairement la lumière du soleil. Quelle est la variation progressive de la vitesse ? vaisseau spatial pesant 1000 kg (y compris la masse de la voile) en 24 heures, si les dimensions de la voile sont de 200 m x 200 m ? Pouvoir W le rayonnement solaire incident sur 1 m2 de surface perpendiculaire aux rayons du soleil est de 1370 W/m2.

Q5. Les photons d'une énergie de 6 eV éliminent les électrons de la surface du métal. Le travail de travail des électrons quittant le métal est de 5,7 eV. Quelle impulsion acquiert un électron lorsqu’il quitte la surface d’un métal ? Multipliez la réponse numérique par 10 25 et inscrivez-la sur le formulaire de réponse en arrondissant aux nombres entiers.

C4. Quelle est la longueur d'onde correspondant à la limite rouge de l'effet photoélectrique si, lorsqu'une plaque métallique est irradiée avec une lumière de longueur d'onde λ = 3,3. 10 -7 m, la vitesse maximale des électrons éjectés est de 800 km/s ?

C5. L'effet photoélectrique de ce métal commence à une fréquence de rayonnement = 6 10 14 Hz. Trouvez la fréquence de la lumière incidente si les photoélectrons émis par la surface métallique sont complètement arrêtés par une grille dont le potentiel par rapport au métal est U=4B

S4 (2003

S4 (2003)Lorsqu’un métal est irradié avec une lumière d’une longueur d’onde de 245 nm, un effet photoélectrique est observé. Le travail de sortie d'un électron provenant d'un métal est de 2,4 eV. Calculez la quantité de tension qui doit être appliquée au métal pour réduire vitesse maximum des photoélectrons émis par 2 fois.

Problème C5(2005)

Les photons d'une énergie de 5 eV éliminent les électrons de la surface métallique. Le travail de travail des électrons quittant le métal est de 4,7 eV. Quelle impulsion acquiert un électron lorsqu’il quitte la surface d’un métal ?

S5 (2007)

Photocathode recouverte de calcium (fonction d'extraction 4,42× 10-19 J), éclairé par une lumière d’une longueur d’onde de 300 nm. Les électrons émis par la cathode entrent dans un champ magnétique uniforme avec induction8.3× 10 –4 T perpendiculairement aux lignes d'induction de ce champ. Quel est le rayon maximum du cercle dans lequel se déplacent les électrons ?