открытый урок "Квантовая оптика. Квантовая гипотеза Планка. Фотоны."
план-конспект урока по физике по теме

МАТЕРИАЛЫ ОТКРЫТОГО

УРОКА

преподавателя физики

Вакиловой

Риммы Риковны

                                                        Общая часть

Дисциплина

Физика

Аудитория 30

1 пара

11.04.16 г

1 курс, группа ПКС-115

Тема урока

Квантовая оптика. Квантовая гипотеза Планка. Фотоны. Фотоэлектрический эффект. Типы фотоэлементов.

                                    Планируемые образовательные результаты обучения

Предметные

Метапредметные

Личностные

Владение физическими понятиями:

• использование физической терминологии,

символики;  сформированность умения решать физические задачи по данной теме, используя таблицу Excel.

Использование различных видов познавательной деятельности для решения физических задач, применение основных методов познания (наблюдения, описания, измерения, эксперимента) для изучения различных сторон окружающей действительности;

умение генерировать идеи и определять средства, необходимые для их реализации.

Умение использовать достижения современной физической науки и физических технологий для повышения собственного интеллектуального развития в выбранной профессиональной деятельности;

 подготовка к осознанию выбора дальнейшей образовательной траектории, способность к самооценке на основе наблюдения за собственной  речью, умение выстраивать конструктивные взаимоотношения в команде по решению общих задач.

Основные понятия, изучаемые на уроке

Фотоэлектрический эффект, фотоны,  фотоэлементы.

Вид используемых на уроке средств ИКТ

Презентация, мультимедийный проектор, интерактивная доска, компьютеры, видеофильмы

                                         Организационная структура урока

Деятельность учителя

Деятельность обучающегося

1этап Организационный

Приветствие, настрой на урок

Приветствие, показывают наличие рабочих тетрадей с выполненной домашней работой.

Мотивация к учебной

деятельности

Скажите, имеет ли отношение тема нашего урока к вашей будущей специальности? Как вы думаете? Может уже кто-то встречался, например, с фотоэлементами?

Размышляют, отвечают на вопросы.

2 этап Сообщение темы и цели урока:

Сообщает тему и цели урока.

Записывают в тетрадь.

Создание проблемной ситуации

Демонстрируется  фрагмент фильма «Из истории великих открытий».

Смотрят фильм. Отвечают на вопросы в тетради.

3этап Объяснение нового материала с первичным усвоением знаний

1. Вводятся основные понятия, формируются  законы (с показом презентаций, видеофильма).

2. Отвечают на тестовое задание.

3. Включают компьютеры, загружают таблицу Excel.

1. Работают с преподавателем, воспринимают новый материал, отвечают на вопросы, осуществляют записи в тетради. 2.Выполняют тестовое задание; сравнивают с эталоном ответа, делают взаимопроверку, выставляют баллы себе.

3. Решают задачи, сверяют с эталоном ответов, выставляют себе оценку (самоконтроль).

4 этап Разбор и выдача домашнего задания

Выдача и разбор домашнего задания

Записывают в тетрадь домашнее задание

5 этап Подведение итогов

Проводит фронтальный опрос.

Устно отвечают на вопросы преподавателя.

Этап урока

Содержание

№ слайда

примечание

I. Организационный момент (2’)

Приветствие. Проверка готовности к уроку. Наличие конспектов, выполнение домашнего задания.

II. Сообщение темы и цели урока (3’).

Тема нашего урока: Квантовая оптика. Квантовая гипотеза Планка. Фотоны. Фотоэлектрический эффект. Типы фотоэлементов.

Цель урока: ознакомиться с явлением фотоэлектрического эффекта, с законами фотоэффекта, объяснить их, основываясь на квантовые представления; дать понятие о фотоне, фотоэлементах.

Мы продолжаем изучать природу видимого света, который доходит от Солнца до Земли примерно за 8 минут. Мы доказали волновую природу света, сегодня будем знакомиться с явлением фотоэффекта, которое служит убедительным доказательством квантовой природы света (демонстрируются фрагменты из фильма «История великих научных открытий»).

1-4

Постановка проблемы.

III. Объяснение нового материала с первичным усвоением знаний 80’) .

 Интересное физическое явление, которое изучали многие ученые, в том числе и наш выдающийся физик А.Г.Столетов.

Квантовая оптика это раздел учения о свете, в котором изучается дискретный характер излучения, распространение и взаимодействие света с веществом, а также рассматривается корпускулярно-волновой дуализм (при распространении света проявляются его волновые свойства, а при взаимодействии с веществом -корпускулярные).

В 1900 году немецкий физик Макс Планк выдвинул гипотезу: атомы излучают электромагнитную энергию отдельными порциями – квантами.

Явление вырывания электронов из вещества под действием света называется фотоэффектом.

Открыл фотоэффект Г. Герц в 1887 году, исследовал и установил его законы А.Г. Столетов (демонстрируется фильм «История открытия законов фотоэффекта»).

Законы фотоэффекта:

1 закон: Количество электронов, вырываемых светом с поверхности металла за 1 секунду, прямо пропорционально поглощаемой за это время энергии световой волны.

2 закон: Скорость вырванных электронов пропорциональна частоте падающего излучения и не зависит от его интенсивности.

3. закон  Для каждого вещества существует наименьшая частота света или наибольшая длина волны (красная граница фотоэффекта), ниже которой фотоэффект невозможен.

Явление фотоэффекта объясняет А.Эйнштейн, если  энергия каждой порции равна:  , то она (энергия) расходуется на совершение работы выхода электрона из металла А и на сообщение электрону кинетической энергии.

 Эйнштейн приходит к выводу, что свет не только излучается, но и распространяется в пространстве и поглощается веществом в виде квантов. Явление фотоэффекта экспериментально доказывает прерывистую структуру света. В кванте электромагнитного излучения Эйнштейн увидел реально существующую частицу и назвал ее, словом фотон. Итак, свет – это поток особых частиц, фотонов.

Основные свойства фотона:

• Обладают энергией
• Движутся со скоростью света с = 3*108  м/с
• Имеют массу покоя m=0
• Масса движущегося фотона

• Импульс фотона равен

 На основе фотоэффекта создаются фотоэлементы, которые находят широкое применение:

• Заговорило кино, и стала возможной передача движущихся изображений.
• Контроль размеров изделий.
• Автоматическое включение и выключение маяков и уличного освещения.
• Автоматизация станков на заводах.
• «Видящие» автоматы в метро.
• Солнечные батареи (космические корабли) и т.д.

Итак, давайте теперь проверим, как вы усвоили материал, для этого выполним тестовое задание.

Теперь перейдем к решениям задач, для этого открываем программу Excel , условие задачи перед вами.

5-32

Осмысление основных понятий

IV. Разбор и выдача домашнего задания (2’).

читать [1], с. 125-143

33

Осмысление основных понятий, закрепление.

V. Подведение итогов (3’)

Ответить на вопросы:

1. В чем состоит явление фотоэффекта?
2. Каковы условия существования фотоэффекта?
3. Что представляет собой фотон?

34

Осмысление основных понятий, закрепление.