Ашық сабақ Фотоэффект құбылысы 9 сынып

Сабақтың тақырыбы: Фотоэффект құбылысы. Эйнштейн формуласы. Фотоэффект құбылысын пайдалану.

Сабақтың мақсаты:

1.Білімділік: Фотоэффект құбылысын түсіндіру, Эйнштейн формуласымен таныстыру және Фотоэффект құбылысын техникада пайдалануды көрсету.

2.Дамытушылық:Оқушыларды фотоэффект құбылысының техникада пайдалануына көз жеткізу, оқушылардың білім деңгейін тереңдету және техникалық құралдарды пайдалану арқылы қызығушылығын дамыту.

3.Тәрбиелік: Оқушылардың білім деңгейін көрсете алуы, топпен жұмыс істеуі, шығармашылық қабілеттерін дамытуға мүмкіндік жасау.

Көрнекілігі: Электронды оқулық, слайдтар, тәжірибеге қажетті құралдар, (мкА, тоқ көзі, лампа, мыс цилиндр, мырыш цилиндр), күн батареясы, проекциялы әдістемелік құралдар «фотоэффект» тест, деңгейлік тапсырмалар.

Пәнаралық байланыс: математика, информатика, тарих.

Сабақтың түрі: жаңа материалдарды түсіндіру.

Жаңа технология: электрондық оқулықтағы материалдар, тест жұмыстары, деңгейлік тапсырмалар

Әдісі: деңгейлеп оқыту

Сабақтың жоспары:

1. Ұйымдастыру

2. Еске түсірейік!

3. Жаңа материалдарды өздігінен меңгеру

4. Жаңа сабақтың мазмұнын түсіндіру

5. Шәкірттер сөйлейді...

6. Сәйкестендіру тесті

7. Деңгейлік тапсырмалар

8. Тарихқа көз жүгіртсек...

9. Жаңа сабақты бекіту

10. Үй тапсырмасы

11. Бағалау

Сабақтың барысы:

1. Ұйымдастыру Оқушыларды түгелдеп, топқа бөлу(фигуралардың түріне қарай)

І топ: Г. Герцтің шәкірттері

ІІ топ: А. Г. Столетовтың шәкірттері

ІІІ топ: А. Эйнштейннің шәкірттері

2.Еске түсірейік:

- Квант дегеніміз не?

- Планк қандай гипотеза ұсынған?

Есіңде болсын! Е₀  Һ=6,62•10^-34 Дж·с

3. Жаңа тақырыпты өздігінен меңгеру, кітаппен жұмыс

«Ұшқыр ойдан-ұтымды жауап»

1.Фотоэффект дегеніміз не?

2.Фотоэффект құбылысын кім және қашан ашты?

3.Электронның шығу жұмысы деп...

4.Эйнштейн формуласы.

5.Фотоэффект құбылысы қандай шарт орындалса байқалады?

6.Фотоэффектінің қызыл шекарасы?

4. Жаңа сабақ мазмұнын түсіндіру

«Көзге елестеткен мың ойдан, қолмен істеген бір іс артық»

М.В.Ломоносов

Фотоэффект-жарықтың әсерінен металл бетінен электрондардың бөлініп шығу құбылысы.

Е = hν – квант энергиясы

Электронның металдан босап,ұшып шығуы үшін жасайтын жұмысын электронның шығу жұмысы деп аталады.Энергияның сақталу заңы бойынша жұтылған жарық фотонының hν энергиясы электронның А шығу жұмысына және оның Е_к=mυ² /2 кинетикалық энергиясына жұмсалады.

Эйнштейн формуласы hv=А_шығу+m υ ²/2

m - босап шыққан электронның массасы

υ - жылдамдығы

h - Планк тұрақтысы

ν - жұтылған фотонның жиілігі

А_шығу - электронның шығу жұмысы

Фотоэффект құбылысы мына шарт орындалса ғана байқалады: Һv > А_шығу

Фотоэффектінің байқалатын жарықтың ең аз дегендегі жиілігін немесе оған сәйкес келетін толқын ұзындығын фотоэффектінің қызыл шекарасы деп аталады

Есеп: Электронның цезий бетінен шығу жұмысы 1,6*10^-19 Дж. Цезий бетіне толқын ұзындығы 0,589 мкм болатын сәуле түссе, фотоэффект байқала ма?

Берілгені:

А_шығу =1,6∙10^-19 Дж.

λ =0,589 мкм ≈0,6∙10^-6 м

Е₀ -?

Шешуі: Сәуле энергиясын анықтайық:

Е₀ = Һv, мұндағы v=c/λ (c=3∙10⁸ м/с)

Һ = 6,62∙10^-34 Дж∙с

Бұдан

Е₀ =Һ(с/λ)=6,62∙10^-34 Дж∙с (3∙10⁸ м/с : 0,6∙10^-6 м)≈3,3∙10^-19 Дж

Е₀ –А_шығу =1,7∙10^-19 Дж.

Фотоэффект пайда болады, өйткені фотонның Е₀ энергиясы электронның шығу жұмысынан екі еседей артық.Фотонның қалған энергиясы (Е₀ – А_шығу = 1,7∙10^-19 Дж)

босап шыққан электронға жылдамдық береді.

Жауабы: Е₀ = 3,3∙10^-19 Дж

5.Шәкірттер сөйлейді: «Фотоэффектіні пайдалану»

1. Г.Герцтің шәкірттері
2. А.Г.Столетовтың шәкірттері
3. А.Эйнштейннің шәкірттері

6. Сәйкестендіру тесті

1.Г.Герц тобы 2. А.Г.Столетов тобы 3.А.Эйнштейн тобы

7. Деңгейлік тапсырмалар «Кім жылдам?»

І деңгей

1)1887ж. Генрих Герц жарықтың әсерінен электрондардың шығуы мүмкін екенін ашты.Бұл құбылыс ___________________________ деп атайды.

2)Фотоэффект нәтижесінде босатылған электрондар________________ деп аталады.

3)Фотоэффект үшін Эйнштейн формуласын жаз__________________

4)Фотоэффект қайда қолданылады?

ІІ деңгей

1. λ=5,0∙10^-7 м толқын ұзындығына сәйкес келетін фотон энергиясын анықтаңдар.

2. Натрий үшін фотоэффектінің қызыл шекарасы 547 нм. Электронның натрийден шығу жұмысын табыңдар.

3. Егер электронның металдан шығу жұмысын 3,3∙10^-19 Дж болса,фотоэффектідегі бақыланатын жарықтың ең кіші жиілігін есептеңдер

4. Электрондардың күмістен шығу жұмысын 7,85∙10^-19 Дж.Күміс үшін фотоэффектінің қызыл шекарасының толқын ұзындығын анықтаңдар.

ІІІ деңгей

1. Егер фотоэлектрондардың кинетикалық энергиясы 4,5∙10^-20 Дж,ал электрондардың металдан шығу жұмысы 7,6∙10¹⁹ Дж болса, металл бетінен жарықтандыратын жарық толқының ұзындығы қандай болатынын анықтаңдар.

2. Электрондардың платинадан шығу жұмысы 9,1∙10^-19 Дж.Толқын ұзындығы 0,5 мкм жарық платинадан жұлып шығарған электрондардың максимал кинетикалық энергиясы қандай?

3. Электронның цезий бетінен шығу жұмысы 1,9∙10^-19 Дж.Цезий бетіне толқын ұзындығы 0,550 мкм болатын сәуле түссе,фотоэффект байқала ма?

4. Толқын ұзындығы 3,3∙10^-7 м жарықпен цезийді жарықтандыру кезінде ұшып шыққан электронның ең үлкен жылдамдығы 8∙10⁵ м/с, электронның массасы 9,1∙10^-31 кг болса, шығу жұмысы неге тең?

8.«Тарихқа көз жүгіртсек...»

Фотоэффект құбылысына үлес қосқан ғалымдар:

Генрих Герц Рудольф

Александр Столетов Григорьевич

Альберт Эйнштейн

9. Жаңа сабақты бекіту «Іздеген жетер мұратқа»

- фотоэффект

- Фотоэффект құбылысына үлес қосқан ғалымдар

- Эйнштейн формуласы

- Шығу жұмысы

- Фотоэффектінің қызыл шекарасы

- Фотоэффектінің қолданылуы

10. Үйге тапсырма:

§49,50 176-180 бет, 39-жаттығу

11. Оқушыларды бағалау.

.Деңгейлік тапсырмалар «Кім жылдам?»

І деңгей

1)1887ж. Генрих Герц жарықтың әсерінен электрондардың шығуы мүмкін екенін ашты.Бұл құбылыс ___________________________ деп атайды.

2)Фотоэффект нәтижесінде босатылған электрондар________________ деп аталады.

3)Фотоэффект үшін Эйнштейн формуласын жаз__________________

4)Фотоэффект қайда қолданылады?

ІІ деңгей

1. λ=5,0∙10^-7 м толқын ұзындығына сәйкес келетін фотон энергиясын анықтаңдар.

2. Натрий үшін фотоэффектінің қызыл шекарасы 547 нм. Электронның натрийден шығу жұмысын табыңдар.

3. Егер электронның металдан шығу жұмысын 3,3∙10^-19 Дж болса,фотоэффектідегі бақыланатын жарықтың ең кіші жиілігін есептеңдер

4. Электрондардың күмістен шығу жұмысын 7,85∙10^-19 Дж.Күміс үшін фотоэффектінің қызыл шекарасының толқын ұзындығын анықтаңдар.

ІІІ деңгей

1. Егер фотоэлектрондардың кинетикалық энергиясы 4,5∙10^-20 Дж,ал электрондардың металдан шығу жұмысы 7,6∙10¹⁹ Дж болса, металл бетінен жарықтандыратын жарық толқының ұзындығы қандай болатынын анықтаңдар.

2. Электрондардың платинадан шығу жұмысы 9,1∙10^-19 Дж.Толқын ұзындығы 0,5 мкм жарық платинадан жұлып шығарған электрондардың максимал кинетикалық энергиясы қандай?

3. Электронның цезий бетінен шығу жұмысы 1,9∙10^-19 Дж.Цезий бетіне толқын ұзындығы 0,550 мкм болатын сәуле түссе,фотоэффект байқала ма?

4. Толқын ұзындығы 3,3∙10^-7 м жарықпен цезийді жарықтандыру кезінде ұшып шыққан электронның ең үлкен жылдамдығы 8∙10⁵ м/с, электронның массасы 9,1∙10^-31 кг болса, шығу жұмысы неге тең?