Урок физики в 11 классе. Решение задач по теме «Световые кванты» (подготовка к ЕГЭ)

Тема урока: Решение задач по теме « Световые кванты»

 

Цели урока:

1.проверить знание теоретического материала по данной теме;

2. отработать навыки решения задач разного типа и уровня в соответствии с материалами ЕГЭ.

Задачи:

Закрепить умения решать задачи по теме, научить решать задачи повышенной сложности;

Продолжить формирование умения анализировать, обобщать. Применять полученные знания при решении задач( качественных, графических, расчетных). Умения работать в группе, развивать самостоятельность;

Воспитывать внимание, чувство ответственности, добросовестное отношение к предмету.

Оборудование: компьютер, мультимедиа, презентация, раздаточный материал.

План урока:

Огр.момент

Проверка теорет. знаний ( фрон. опрос)

Решение задач базового уровня ( тест)

Решение графических задач

Решение расчетных задач (повышенного уровня)

Подведение итогов ( заполнение листа самооценки)

рефлексия

 

Орг.момент:

Здравствуйте, ребята. Мы закончили изучать квантовую физику, состоящую из 4х разделов: световые кванты, атомная физика, физика атомного ядра, элементарные частицы. Сегодня урок я хочу начать со слов Аристотеля:

«Ум заключается не только в знании , но и в умении применять знание на деле»

. Думаю, без труда вы назовете тему нашего урока и сами озвучите задачи на урок.

Итак тема урока « Решение задач по теме Световые кванты».

Сегодня на уроке я предлагаю вам побывать на месте пилота, который перед реальным полетом (для вас - контрольной работой) проходит тестирование на тренажерах, проверяет свои умения и навыки действовать как в знакомой, так и не совсем знакомой ситуации. Для этого каждый из вас получил "Лист самооценки". В ходе урока вы самостоятельно будете фиксировать полученные результаты на каждом этапе урока, причем каждый балл будет свидетельствовать о качестве ваших знаний, а в конце урока мы посмотрим, кто же из вас является самым подготовленным пилотом, т.е. насколько каждый из вас готов к контрольной работе. Подпишите свой лист.

Цель нашего урока "Световые кванты ", закрепить умения решать задачи на расчет  параметров, характеризующих фотоэффект, а так же помочь разобраться с "трудными вопросами" тем учащимся, которые недостаточно усвоили материал.

. Посмотрите и скажите, что означает формула на слайде..

А еще у вас на столах есть лист помощи..

Прошу вас, ребята, ответить на следующие вопросы:

(Сопровождается просмотром слайдов по данной теме)

1)Какова природа света?

2) В чем заключается суть гипотезы Планка?

3)Что такое фотоэффект?

4) Суть законов фотоэффекта.

5) Что называют «красной» границей фотоэффекта?

6) Как выглядит уравнение Эйнштейна по фотоэффекту?

В открытом банке заданий есть и такие вопросы; слайд. Поэтому давайте вспомним:

7)Что такое фотон?

8) Как определяется энергия фотона?

9) Как определяется импульс фотона?

10) Как определяется масса фотона?

2) Мы повторили теоретический материал и если нет больше вопросов выполним тест из заданий базового уровня , работая в парах.

Тест по теории фотоэффекта 

1.Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта представляет собой

применение к данному явлению закона сохранения

импульса

заряда

энергии

момента импульса

2.При изучении фотоэффекта увеличили частоту излучения без изменения светового потока. При этом…

1. Увеличилось количество вылетающих из металла электронов

2. Увеличилась скорость вылетающих электронов

3. Увеличилась сила фототока насыщения

4. Увеличилась работа выхода электронов из металла

3.При фотоэффекте с увеличением длины волны падающего света работа выхода фотоэлектронов

1. уменьшается

2. увеличивается

3.не изменяется

4.увеличивается или уменьшается в зависимости от кинетической энергии фотоэлектронов

4. При увеличении интенсивности света, падающего на фотокатод

уменьшается максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов

увеличивается число фотоэлектронов

увеличивается скорость фотоэлектронов

увеличивается работа выхода электронов

5. Какое (-ие) из утверждений справедливо (-ы)?

А. Максимальная кинетическая теория фотоэлектронов линейно возрастает с частотой и не зависит от интенсивности света.

Б. Максимальная кинетическая теория фотоэлектронов обратно пропорциональна частоте света и зависит от интенсивности света.

только А

только Б

и А, и Б

ни А, ни Б

6. Одним из фактов, подтверждающих квантовую природу света, является внешний фотоэффект. Фотоэффект- это

А. возникновение тока в замкнутом контуре или разности потенциалов на концах разомкнутого контура при изменении магнитного потока, пронизывающего контур.

Б. выбивание электронов с поверхности металла под действием света.

В. Взаимное проникновение соприкасающихся веществ вследствие беспорядочного движения составляющих их частиц.

Какое (-ие) из утверждений справедливо (-ы)?

Только А

Только Б

Только В

А и В

7.При освещении катода вакуумного фотоэлемента потоком монохроматического света происходит освобождение фотоэлектронов. Как изменится максимальная энергия вылетевших фотоэлектронов при уменьшении частоты падающего света в 2 раза?

1)увеличится в 2 раза 2)уменьшится в 2 раза 3)уменьшится более чем в 2 раза

4)уменьшится менее чем в 2 раза

8.При фотоэффекте работа выхода электрона из металла (красная граница фотоэффекта) не зависит от

Какие утверждения правильны?

1)А, Б, В 2)Б и В 3)А и Б 4)А и В

9. Интенсивность света, падающего на фотокатод, уменьшилась в 10 раз. При этом уменьшилась(-ось)

1)максимальная скорость фотоэлектронов

2)максимальная энергия фотоэлектронов

3)число фотоэлектронов

4)максимальный импульс фотоэлектронов

10. При исследовании зависимости кинетической энергии фотоэлектронов от частоты падающего света фотоэлемент освещался через светофильтры. В первой серии опытов использовался красный светофильтр, а во второй – жёлтый. В каждом опыте измеряли напряжение запирания.

Как изменяются длина световой волны, напряжение запирания и кинетическая энергия фотоэлектронов? Для каждой величины определите соответствующий характер её изменения:

1) увеличивается

2) уменьшается

3) не изменяется

Запишите в таблицу выбранные цифры для каждого ответа. Цифры в ответе могут повторяться.

 

Проверим результаты теста

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
3 2 1 2 1 2 3 3 3 211

Решение графических задач (сравнение ответов по слайду)

1.На рисунке представлен график зависимости силы фототока в фотоэлементе от приложенного к нему напряжения. Если начать увеличивать частоту падающего на катод света ( при одинаковой интенсивности света). На каком из приведенных ниже графиков правильно показано изменение графика? (первоначальное состояние –пунктирная линия

3)В открытом банке заданий есть вопросы , связанные с графиками: слайд, давайте с помощью листа помощи и слайдов вспомнить эти зависимости.

 

 

 

Решение графических задач (сравнение ответов по слайду)

1.На рисунке представлен график зависимости силы фототока в фотоэлементе от приложенного к нему напряжения. Если начать увеличивать частоту падающего на катод света ( при одинаковой интенсивности света). На каком из приведенных ниже графиков правильно показано изменение графика? (первоначальное состояние –пунктирная линия

2.На рисунке представлен график зависимости

силы фототока в фотоэлементе от приложенного к нему

напряжения. В случае увеличения интенсивности

падающего света той же частоты график изменится. На

каком из приведенных ниже графиков правильно

показано изменение графика?

 

3Слой оксида кальция облучается светом и испускает электроны. На рисунке

показан график изменения максимальной энергии фотоэлектронов

в зависимости от частоты падающего света. Какова работа выхода

фотоэлектронов из оксида кальция?

0,7 эВ

1,4 эВ

2,1 эВ

2,8 эВ

 

4.На рисунке представлен график

зависимости максимальной

кинетической энергии фотоэлектронов от

частоты фотонов, падающих на

поверхность катода. Какова работа выхода

электрона с поверхности катода?

1эВ 2) 1.5 эВ 3) 2эВ 4)3,5 эВ

 

Проверим результаты работы с графиками

1 2 3 4

1 2 3 2

Решение расчетных задач (Рассмотрим квантовое дерево)

4) Теперь приступаем к следующей части нашего урока: решению расчетных задач. Для начала обратите внимание на квантовое дерево и обьясните формулы на его ветвях.

Решаем задачи по группам: Работать будем следующим образом: каждая группа из 4 х человек получит содержание всех задач, решение которых мы должны сегодня осмыслить. Если в ходе решения на местах возникают вопросы, вы поднимите руку и получите мою консультацию.

Решение расчетных задач 1 группа

1. В некоторых опытах по изучению фотоэффекта фотоэлектроны тормозятся электрическим полем. Напряжение, при котором поле останавливает и возвращает назад все фотоэлектроны, назвали задерживающим напряжением.

В таблице представлены результаты одного из первых таких опытов при освещении одной и той же пластины.

Постоянная Планка по результатам этого эксперимента равна

1)4,6*10–34 Дж*c

2)5,3*10–34 Дж*c

3)7,0*10–34 Дж*c

4)6,4*10–34 Дж*c

2.Красная граница фотоэффекта исследуемого металла соответствует длине волны равной 600 нм. Какова длина волны света, выбивающего из него фотоэлектроны, максимальная кинетическая энергия которых в 2 раза меньше работы выхода?

1)300 нм

2)400 нм

3)900 нм

4)1200 нм

3.Красная граница фотоэффекта для вольфрама равна 275 нм. Найти величину задерживающего напряжения, если вольфрам облучается фотонами, масса которых равна 1,2 ·10-35 кг.

 

Ответ------------В

4.Работа выхода электрона из бария равна 3,9·10-19Дж. Скорость фотоэлектронов 3·105 м/с. Определить длину световой волны и красную границу фотоэффекта.

Ответ-----------м/с

Решение расчетных задач 2 группа

1.При освещении поверхности металла светом с частотой 5·1014 Гц освобождаются фотоэлектроны. Какова работа выхода фотоэлектронов из металла при максимальной кинетической энергии электронов 1,2 эВ?

1)1,39*10–19 Дж

2) 3,19*10–19 Дж

3) 1,1*10–19 Дж

4) 6,3*10–19 Дж

2. Энергия фотона, соответствующая красной границе фотоэффекта для алюминия, равна 4,5·10–19 Дж. Определите максимальную кинетическую энергию фотоэлектронов, если на металл падает свет, энергия фотонов которого равна 10–18 Дж.

1)3,5·10–19 Дж

2)0

3)1,45·10–18 Дж

4)5,5·10–19 Дж

3. Красная граница фотоэффекта для вольфрама равна 2, 76 ∙ 10-7 м. Рассчитайте работу выхода электрона из вольфрама

Ответ----------Дж

4. Фотоэффект у данного металла начинается при частоте света 6 ∙ 1014 Гц. Найдите энергию излучения, падающего на поверхность металла, если вылетающие с поверхности электроны полностью задерживаются разностью потенциалов 3В. 

Ответ----------Дж

1 группа 1 2 3 4

 

4 2 2,25 4,6*10–7

 

 

 

 

2 группа 1 2 3 4

 

1 4 1,32*1015 8,772*10–19 

 

 

 

 

5. Подведение итогов.

Заполнение "Листа самооценки"

Учащиеся подсчитывают количество баллов, которое они набрали за сегодняшний урок

 

 

 

ЛИСТ САМООЦЕНКИ

 

ученика (цы) 11 "____" класса ___________________________________

фамилия, имя

 

.

Анализ полученных результатов:

от 19 до 20 баллов - "отлично", так держать!

От16 до 18 баллов - "хорошо", попробуй еще лучше!

от 11 до 15 баллов - "удовлетворительно", поднажми немного!

менее 11 баллов - пока "неудовлетворительно", встретимся на индивидуальном занятии

Домашнее задание

 

Фотокатод освещается монохроматическим светом , энергия которого равна 4эВ. Чему равна работа выхода материала катода, если задерживающее напряжение равно 1, 5 эВ?

*Фотоны, имеющие энергию 5 эВ, выбивают электроны с поверхности металла. Работа выхода электронов из металла равна 4,7 эВ. Какой импульс приобретает электрон при вылете с поверхности металла?

*При облучении металла светом с длиной волны 245 нм наблюдается фотоэффект. Работа выхода электрона из металла равна 2,4 эВ. Рассчитайте величину напряжения, которое нужно приложить к металлу, чтобы уменьшить максимальную скорость вылетающих фотоэлектронов в 2 раза.

Фотокатод, покрытый кальцием (работа выхода 4,42×10–19 Дж), освещается светом с длиной волны 300 нм. Вылетевшие из катода электроны попадают в однородное магнитное поле с индукцией 8,3×10–4 Тл перпендикулярно линиям индукции этого поля. Каков максимальный радиус окружности, по которой движутся электроны?

 

Этап подведения итогов занятия. .

На уроке были разобраны задачи по теме "Световые кванты" разного уровня, что соответствует содержанию заданий ЕГЭ по этой тематике. Ребята! Сегодня мы с Вами хорошо потрудились.

Китайская пословица гласит:

«Человек может стать умным тремя путями: путем подражания – это самый легкий путь, путем опыта – это самый трудный путь, и путем размышления – это самый  благородный путь». Сегодня  мы вместе попробовали идти различными путями к намеченной цели  и, я надеюсь, каждый из вас ощутил на этом пути интерес к познанию нового. Я довольна работой класса и каждого в отдельности Спасибо вам за работу.

Рефлексия

Ребята по кругу высказываются одним предложением, выбирая начало фразы из рефлексивного экрана на слайде:

сегодня я узнал…

было интересно…

было трудно…

я выполнял задания…

я понял, что…

теперь я могу…

я почувствовал, что…

я приобрел…

я научился…

у меня получилось …

я смог…

я попробую…

меня удивило…

урок дал мне для жизни…

мне захотелось…