هنگامی که یک صفحه فلزی تحت تابش قرار می گیرد، یک اثر فوتوالکتریک وجود دارد. یافتن تابع کار الکترون از فلز

موضوع درس : حل مسائل با موضوع "افکت عکس"

نوع درس : درس – کارگاه

اهداف:

تمرین مهارت های حل مسئله انواع مختلفو سطح مطابق با مواد آزمون یکپارچه دولتی

وظایف:

آموزشی : تثبیت توانایی حل مسائل در مورد یک موضوع، آموزش نحوه حل مشکلات با پیچیدگی افزایش یافته با استفاده از اثر فوتوالکتریک.

در حال توسعه : ادامه توسعه توانایی تجزیه و تحلیل، تعمیم، به کارگیری دانش کسب شده در هنگام حل مسائل (کیفی، گرافیکی، محاسبه)، توانایی کار در گروه و توسعه استقلال.

پرورش دادن : پرورش توجه، احساس مسئولیت،

نگرش وجدانی نسبت به موضوع پرورش دهید.

تجهیزات : کامپیوتر، پروژکتور، تخته سفید تعاملی، جزوه

طرح درس:

لحظه سازمان.

معاینهخانهتکالیف

حل مسائل قسمت های الف، ب، ج آزمون یکپارچه دولتی

آرامش

جمع بندی. خانه ورزش کنید.

انعکاس

1-لحظه سازمانی

2.. مطابقت متن های ستون:

سطح A.

الکترون های پرتاب شده از اکسید باریم توسط نور با طول موج 600 نانومتر چه انرژی دارند؟

اگر حداکثر سرعت فوتوالکترون ها 600 کیلومتر بر ثانیه باشد فرکانس نوری را که باعث اثر فوتوالکتریک در نقره می شود، بیابید.

سطح B.

سطح C.

وظایف برای کار گروهی

گروه الف

هنگام روشن کردن یک سطح فلزی با نور با فرکانس 5 10 14 فوتوالکترون های هرتز آزاد می شوند. تابع کار فوتوالکترون از یک فلز در حداکثر چیست؟ انرژی جنبشیالکترون 1.2 eV

وظایف برای کار گروهی

گروه B

تابع کار یک الکترون از باریم 3.9 10 است -19 J. فوتوالکترون سرعت 3 10 5 ام‌اس. طول موج نور و حد قرمز اثر فوتوالکتریک را تعیین کنید.

وظایف برای کار گروهی

گروه C

در پدیده اثر فوتوالکتریک، الکترون ها از سطح فلز در اثر تابش با فرکانس 2 10 پاره می شوند. 15 هرتز، توسط میدان ترمز در ولتاژ 7 ولت و در فرکانس 4 10 به طور کامل به تاخیر می افتد. 15 هرتز - در ولتاژ 15 ولت. با استفاده از این داده ها، ثابت پلانک را محاسبه کنید.

5. جمع بندی. مشق شب:

مشق شب

فرکانس نوری را که الکترون‌ها را از فلز جدا می‌کند، که با اختلاف پتانسیل 3 ولت کاملاً به تأخیر می‌افتد را بیابید. حد قرمز اثر فوتوالکتریک برای یک فلز معین 6 10 است. 14 هرتز

حد قرمز اثر فوتوالکتریک برای برخی فلزات 0.5 میکرون است. در چه فرکانس نور فرودی، الکترون های ساطع شده از سطح آن با پتانسیل 3 ولت به طور کامل به تأخیر می افتند

انرژی یک فوتون برابر با انرژی جنبشی الکترونی است که سرعت اولیه آن 106 متر بر ثانیه و شتاب آن با اختلاف پتانسیل 4 ولت است. طول موج فوتون را بیابید.

(C6) در خلاء دو صفحه با پوشش کلسیم وجود دارد که یک خازن با ظرفیت C = 8000 pF به آنها متصل است. هنگامی که یکی از صفحات برای مدت طولانی با نور روشن می شود، جریان نوری که در ابتدا ایجاد می شود متوقف می شود و شارژ q = 11 10 بر روی خازن ظاهر می شود. -9 Cl. تابع کار الکترونهای خروجی کلسیم A=4.42·10 -19 J. طول موج نوری که صفحه را روشن می کند را تعیین کنید؟

6. بازتاب:پرسشنامه هایی را که روی میز شما هستند پر کنید.

عباراتی را که با آنها موافق هستید با علامت + و با علامت - که با آنها مخالف هستید علامت بزنید:

امروز خیلی چیزها یاد گرفتم.

من به درس علاقه مند بودم.

حوصله ام سر رفته بود؛

برخی از چیزها نامشخص بود، اما من می توانم آن را پس از خواندن کتاب درسی کشف کنم.

هنوز همه چیز مشخص نیست، شما به کمک یک معلم نیاز دارید

من چیزی نفهمیدم؛

خلاصه درس

حل مشکلات موضوع "افکت عکس"

وظایف:

آموزشی: آموزش نحوه حل مسائل با پیچیدگی های مختلف در اثر فوتوالکتریک.

تکوینی: توسعه منطق و تفکر خلاق، ایجاد مهارت فعالیت های تحقیقاتی; توانایی کار در گروه را توسعه دهید

آموزش: پرورش نگرش وجدانی نسبت به موضوع.

تجهیزات : کامپیوتر، پروژکتور، صفحه نمایش.

طرح درس.

1. لحظه سازمانی. (دانش آموزان هدف درس را مشخص می کنند.)

2. تکرار مختصر نظریه اثر فوتوالکتریک.

3. حل مسئله.

4. تکلیف خانه.

5. خلاصه درس.

1. متن های ستون را مطابقت دهید:

خودتان را امتحان کنید
			الکترون خارج شده از کاتد توسط نور
	فوتوالکترون		حداکثر مقدار جریان نوری
	جریان نور اشباع		حداقل فرکانس نوری که در زیر آن اثر فوتوالکتریک مشاهده نمی شود
	ولتاژ نگهدارنده		حرکت الکترون هایی که توسط نور از کاتد جدا می شوند
	حاشیه جلوه عکس قرمز		حداقل کار مورد نیاز برای حذف یک الکترون از یک ماده
	عملکرد کار		ولتاژی که در آن جریان نوری صفر است

2. تجزیه و تحلیل الگوریتم برای استفاده از معادله انیشتین برای اثر فوتوالکتریک برای حل مسائل

1. اثر فوتوالکتریک توضیح داده شده استمعادله انیشتین:

که در آن - انرژی یک کوانتوم نوری (فوتون) است،

تابع کاری الکترون که از فلز خارج می شود،

انرژی جنبشی فوتوالکترون

2. یافتن انرژی فوتون.

2.1. اگر مسئله مقدار طول موج را می دهد، از فرمول مربوط به طول موج و سرعت انتشار آن به فرکانس استفاده کنید.

2.2. انرژی یک فوتون را می توان با دانستن انرژی تابش به دست آورد:

که در آن N تعداد فوتون ها است.

2.3. انرژی یک فوتون با ویژگی های خود فوتون به عنوان یک ذره نور مرتبط است. فرمول رابطه بین تکانه و انرژی فوتون:

3. یافتن تابع کار الکترون از فلز.

مقدار تابع کار الکترون را می توان تعیین کرد:

3.1. با استفاده از جدول مرجع "تابع کار یک الکترون از فلز"، اگر فلز شناخته شده باشد و مقادیری وجود نداشته باشد که یافتن تابع کار را پیچیده کند.

3.2. از طریق مقدار حد قرمز اثر فوتوالکتریک برای یک فلز معین در یک حالت معین.

4. رفتار یک فوتوالکترون پس از خروج از فلز را می توان از ملاحظات زیر توصیف کرد:

4.1. در یک میدان الکتریکی یکنواخت کند، طبق قضیه انرژی جنبشی، تغییر در انرژی جنبشی فوتوالکترون برابر است با کار نیروهای میدان، یعنی.

4.2. لازم به یادآوری است که حرکت فوتوالکترون ها در امتداد خطوط میدان یک همگن میدان الکتریکی– حرکت با شتاب ثابت

4.3. اگر فوتوالکترون ها وارد یک میدان مغناطیسی یکنواخت شوند، بسته به زاویه بین بردار سرعت و بردار القای مغناطیسی، به صورت مستقیم (= 0º, = 180º)، در دایره (= 90º) یا به صورت مارپیچی (90º 0º) حرکت می کنند. .

مثلاً در 90 درجه فتوالکترون تحت تأثیر نیروی لورنتس با شتاب در امتداد دایره ای به شعاع حرکت می کند و دوره چرخش فوتوالکترون برابر است با

3. حل مسائل به صورت گروهیبه دنبال آن دفاع از تصمیم

مسائل قابل حل در گروه:

من. شرایط برای وقوع اثر فوتوالکتریک.

II. معادله انیشتین برای اثر فوتوالکتریک.

سطح A.

الکترون های پرتاب شده از اکسید باریم توسط نور با طول موج 600 نانومتر چه انرژی دارند؟

اگر حداکثر سرعت فوتوالکترون ها 600 کیلومتر بر ثانیه باشد فرکانس نوری را که باعث اثر فوتوالکتریک در نقره می شود، بیابید.

سطح B.

سطح C.

4. مشق شب: شما باید وظایف مربوط به این موضوع را انتخاب کنید مواد آزمون دولتی یکپارچه، الگوریتمی برای حل آنها ایجاد کنید و راه حل را در قالب یک ارائه ترتیب دهید.

مراجع

1. Myakishev G.Ya. فیزیک: کتاب درسی پایه یازدهم. موسسات آموزشی– م.: آموزش و پرورش، 2012.-399 ص.

2. Khannanov N.K.، G.G. نیکیفوروف، V.A. اورلوف یونایتد آزمون دولتی 2015. فیزیک. مجموعه وظایف / مسکو: اکسمو، 2014.- 240 ص./

3. N.I. آزمون دولتی یکپارچه 2015 فیزیک زورین. حل مسئله. / مسکو: اکسمو، 2014.- 320 ص./

4. منابع اینترنتی http:// www. ege. ru http:// فیپی. ru

وظایف آماده سازی برای آزمون دولتی واحد با موضوع "اثر عکس"

مسائل نوع B (باید در یک پیش نویس حل شود و پاسخ به درستی قالب بندی شود) مسائل نوع C (نیاز به راه حل دقیق و دقیق)

B1. هنگامی که کاتد با نور با فرکانس 1.2 1015 هرتز تحت تابش قرار می گیرد، هنگامی که ولتاژ 1.65 ولت بین کاتد و آند اعمال شود، جریان نور متوقف می شود. فرکانس مربوط به حد قرمز اثر فوتوالکتریک برای ماده کاتد چقدر است؟ جواب عددی حاصل را در 10-13 ضرب کنید، سپس به اعداد کامل گرد کنید و در فرم پاسخ یادداشت کنید.

B2. شکل، طیف انتشار سدیم را نشان می دهد. اعداد روی محور اعداد طول موج بر حسب نانومتر (10 تا 9 متر) هستند . فرکانس فوتون‌های تشکیل دهنده تابش ثبت شده در طیف داده شده را تخمین بزنید. پاسخ خود را به دو رقم مهم گرد کنید و در 10 ضرب کنید-13 و روی فرم یادداشت کنیدپاسخ می دهد.

B3. فوتوکاتد پوشش داده شده با کلسیم (عملکرد کار A = 4.42 1O 19 J)، با نور با فرکانس برابر 2 روشن می شود IO 15هرتز الکترون های ساطع شده از کاتد وارد میدان مغناطیسی یکنواخت عمود بر خطوط القایی این میدان شده و در دایره ای با حداکثر شعاع 10 میلی متر حرکت می کنند. استقرا برابر چیست؟ میدان مغناطیسیدر؟ پاسخ خود را با واحد میلی لیتر بیان کنید و تا یک رقم اعشار گرد کنید (پاسخ: 0.8 تسلا)

Q4. هنگامی که یک صفحه فلزی تحت تابش قرار می گیرد، اثر فوتوالکتریک تنها در صورتی رخ می دهد که تکانه p فوتون های تابیده شده روی آن از 3.6 10 - 27 کیلوگرم بیشتر شود. ام‌اس. الکترون ها با چه سرعتی صفحه را ترک می کنند اگر نوری که فرکانس آن دو برابر بیشتر است به آن تابش شود؟ پاسخ عددی خود را بر حسب کیلومتر بر ثانیه بیان کنید و به اعداد کامل گرد کنید.

C1. فتوکاتد با نوری با طول موج 300 نانومتر تابش می شود. حد قرمز اثر فوتوالکتریک برای ماده فوتوکاتد 400 نانومتر است. ولتاژ چیست U باید پیوست شود بین آند و کاتد به طوری که جریان نور متوقف شود؟

C2. در خلاء دو الکترود با پوشش کلسیم وجود دارد که یک خازن با ظرفیت C 1 به آنها متصل است. = 10000 pF. هنگامی که کاتد برای مدت طولانی با نور روشن می شود، جریان نوری که در ابتدا ایجاد می شود متوقف می شود و باری روی خازن ظاهر می شود. q = 10 -8 کلر. تابع کار آزاد شدن الکترون از کلسیم A = 4.42 10 -19 J. طول موج نوری که کاتد را روشن می کند را تعیین کنید.

C3. برای سرعت بخشیدن به فضاپیماها و تصحیح مدار آنها، پیشنهاد می شود از بادبان خورشیدی استفاده شود - صفحه ای سبک وزن با مساحت بزرگ ساخته شده از یک لایه نازک متصل به دستگاه، که به طور خاص منعکس می شود. نور خورشید. اگر ابعاد بادبان 200 متر در 200 متر باشد، تغییر تدریجی سرعت یک فضاپیما با وزن 1000 کیلوگرم (با احتساب جرم بادبان) در 24 ساعت چقدر است؟ قدرتدبلیو تابش خورشیدی در 1 متر مربع از سطح عمود بر اشعه خورشید 1370 وات بر متر مربع است.

Q5 فوتون ها با انرژی 6 eV الکترون ها را از سطح فلز خارج می کنند. تابع کار الکترون هایی که از فلز خارج می شوند 5.7 eV است. یک الکترون هنگام خروج از سطح فلز چه تکانه ای به دست می آورد؟ پاسخ عددی را در 10 25 ضرب کنید و آن را در فرم پاسخ وارد کنید و به اعداد کامل گرد کنید.

C4. اگر یک صفحه فلزی با نوری با طول موج λ = 3.3 تابش شود، طول موج مربوط به مرز قرمز اثر فوتوالکتریک چقدر است. حداکثر سرعت 10 -7 متر الکترون های پرتاب شده 800 کیلومتر بر ثانیه است؟

C5. اثر فوتوالکتریک این فلز در فرکانس تابش = 6 10 14 هرتز شروع می شود. فرکانس نور فرودی را بیابید اگر فوتوالکترونهای ساطع شده از سطح فلز به طور کامل توسط شبکه ای که پتانسیل آن نسبت به فلز است متوقف شود. U=4B

S4(2003

S4 (2003)هنگامی که یک فلز با نور با طول موج 245 نانومتر تابش می شود، یک اثر فوتوالکتریک مشاهده می شود. تابع کار یک الکترون از فلز 2.4 eV است. مقدار ولتاژی که باید به فلز اعمال شود را محاسبه کنید تا حداکثر سرعت فوتوالکترون های ساطع شده 2 برابر کاهش یابد.

مسئله C5 (2005)

فوتون هایی با انرژی 5 eV الکترون ها را از سطح فلز بیرون می اندازند. تابع کار الکترون هایی که از فلز خارج می شوند 4.7 eV است. یک الکترون هنگام خروج از سطح فلز چه تکانه ای به دست می آورد؟

S5 (2007)

فوتوکاتد پوشش داده شده با کلسیم (عملکرد کار 4.42× 10-19 J)، با نور با طول موج 300 نانومتر روشن می شود. الکترون های ساطع شده از کاتد وارد یک میدان مغناطیسی یکنواخت با القاء 8.3 می شوند× 10-4 T عمود بر خطوط القایی این میدان. حداکثر شعاع دایره ای که الکترون ها در آن حرکت می کنند چقدر است؟