урок по теме "Законы фотоэффекты"
план-конспект урока по физике (11 класс) на тему

Министерство образования и молодежной политики Ставропольского края

Государственное бюджетное образовательное учреждение среднего профессионального образования «Георгиевский колледж»

МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

УЧЕБНОГО ЗАНЯТИЯ

«ТЕОРИЯ ФОТОЭФФЕКТА»

Е.И.МЕЛЬНИЧУК

Георгиевск

2015

Методическая разработка учебного занятия по дисциплине физика на тему «Теория фотоэффекта», демонстрирует возможность максимального вовлечения обучающихся в учебный процесс, используя мультимедийные средства обучения, предназначена для преподавателей образовательных учреждений СПО, НПО, а также может быть использована для самостоятельной работы студентов.

Оглавление

1. Введение                                                                                                4
2. Тема, цели, тип занятия, средства обучения                                                        5
3. Ход урока                                                                                                6
4. Задания по карточкам, вопросы фронтального опроса                                        7
5. Тестовые задания                                                                                        8
6. Домашнее задание                                                                                  10
7. Заключение                                                                                          11

Введение.

Современную жизнь трудно представить без технических средств, помогающих и облегчающих нашу жизнь. Некоторые технические средства обучения, такие как аудиотехника и диапроекторы, персональные компьютеры основательно утвердились в педагогическом процессе.

Структура и профиль учебных занятий требует наглядности, и современный уровень образования в мире заставляют искать новые методы обучения, постоянно быть в поиске нового в этой области.

У учащихся существует живой интерес ко всему новому и не использовать его в целях обучения физики было бы неразумно.

В качестве примера эффективного использования мультимедийных средств обучения привожу пример урока с элементами игры на тему: «Теория фотоэффекта» из раздела «Квантовая физика» в главе «Световые кванты».

Дисциплина: Физика

Тема урока: Теория фотоэффекта

Цели:

дидактическая: добиться усвоения основных понятий: фотон, фотоэффект, корпускулярно-волновой дуализм, красная граница фотоэффекта; законы фотоэффекта; уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта и законов фотоэффекта, вовлечь максимальное количество учащихся в активную деятельность на уроке.

развивающая: совершенствовать интеллектуальные способности и мыслительные умения учащихся по изучаемой теме, коммуникативные свойства речи;

воспитательная: продолжить работу по формированию у учащихся добросовестного отношения к учебному труду и положительных мотивов учения; коммуникативных умений, эстетического и научного восприятия мира.

Тип занятия: комбинированный

Методы обучения: словесный (лекция с элементами беседы); наглядный: карточки, работа с тестовыми заданиями, экспериментальный (проведение демонстрационных опытов), фронтальный устный опрос, письменный опрос, тестированный опрос.

Средства обучения:

• компьютерный класс;
• учебник Г.Я.Мякишева, Б.Б.Буховцева «Физика11», М. «Просвещение», 2006г.;
• сборник задач по физике под редакцией А.П.Рымкевича;
• мультимедийный диск «1С: образовательная коллекция»;
• «Открытая физика 1.1» под редакцией профессора МФТИ С.М.Козела;
• комплект приборов по фотоэффекту.

Ход урока:

О, сколько нам открытий чудных

Готовит просвещенья дух,

И опыт, сын ошибок трудных,

И гений, парадоксов друг,

И случай, бог-изобретатель...

А. С.Пушкин

Правила поведения на уроке: «Краткость - сестра таланта», «Знание-сила», «Шепот слышнее крика», «Критикуя - предлагай», «Будь бдителен».

I Организационный момент, комментарий домашнего задания.

Преподаватель: Вспомним слова Ф.И.Тютчева:

Не то, что мните Вы, природа:

Не слепок, не бездушный лик,

В ней есть душа, в ней есть свобода.

В ней есть любовь, в ней есть язык.

Да, у природы есть свой язык, и мы должны его понять. На каждом уроке физики, при изучении любого явления мы учимся с вами понимать этот язык.

Путь познания природы таков: наблюдение - опыт - открытие - исследование - объяснение. Три даты можно сопоставить этим этапам: 1887-1889-1905гг.

О каком событии идет речь?

С именами каких ученых можно связать каждый этап?

Какое значение имели их работы для квантовой физики?

(Ответы уч-ся: 1887 Генрих Герц открыл явление фотоэффекта; 1889 Александр Григорьевич Столетов установил количественные закономерности фотоэффекта; 1905 Альберт Эйнштейн обосновал квантовую природу фотоэффекта и все его закономерности)

Сегодня мы с вами проведем не совсем обычный урок «Следствие ведут знатоки», на котором в игровой форме уточним знания по основным вопросам изученной темы «Теория фотоэффекта» и закрепим их. Эпиграфом урока нам будут слова А.С.Пушкина (чтение эпиграфа). Напоминаю правила поведения на уроке (чтение правил).

Для принятия в команду знатоков необходимо решить задачи из сборника А.П.Рымкевича, решаем в общем виде. (№№ 1223-1226). Каждый решает самостоятельно, первые ученики, решившие верно задачи, получают звание «Знаток решения задач».

К доске пойдут работать по карточкам (Ф.И. студента) контролировать будут (Ф.И. студента) (раздаю карточки).

Решение задач из «Сборника задач по физике» А.П.Рымкевича №1223, №1224, №1225, №1226

Решение задач по карточкам (В.С.Волькенштейн «Сборник задач по общему курсу физики» №19.14, №19.15)

№1. Длина волны света, соответствующая красной границе фотоэффекта, для некоторого металла 275 нм. Найти максимальную скорость электронов, вырываемых из металла светом с длиной волны 180 нм.

№2. Найти частоту света, вырывающего из металла электроны, которые полностью задерживаются разностью потенциалов в 3В. Красная граница фотоэффекта для данного металла 60*1013 Гц.

Итак, звание «Знаток решения задач» присваивается (Ф.И. студента) и вручается памятная медаль.

В эпиграфе урока есть слова «просвещенья дух», их можно воспринять как теорию, а «опыт» - как один из методов. Из фразы ясно, что «опыт» назван одной из причин «открытий». И это верно: ведь с помощью опытов не только проверяют гипотезы, преодолевают заблуждения, но и открывают неизвестное. Группа криминалистов проведет следственный эксперимент и о результатах доложит через несколько минут. (Группа выполняет опыты по фотоэффекту с комплектом приборов по фотоэффекту). А мы - знатоки займемся теорией фотоэффекта.

(Преподаватель включает мультимедийный диск и проецирует на экран главу «Фотоэффект». Проводится фронтальный опрос).

1. В чем состоит фотоэлектрический эффект?
2. В чем состоит экспериментальное исследование, проведенное
   А.Г. Столетовым?
3. Сформулируйте законы внешнего фотоэффекта.
4. На графике видно, что сила фототока отлична от нуля и при нулевом
   напряжении. Почему?
5. Какое напряжение называется задерживающим?
6. На что расходуется энергия фотонов при фотоэффекте?
7. В чем сущность гипотезы Эйнштейна в теории фотоэффекта?
8. Поясните, что такое фотон?
9. Что такое красная граница фотоэффекта?
10. Где применяется фотоэффект?
11. К каким выводам пришли ученые относительно природы света после открытия явления фотоэффекта?

Молодцы! Звание "Знаток теории фотоэффекта" присваивается (Ф.И. ученика) с вручением памятной медали.

Сейчас группа следователей проверит законы фотоэффекта и о результатах доложит через несколько минут (2 студента садятся за компьютер и работают с программой).

Слушаем группу криминалистов, которая готова доложить о результатах проведения следственного эксперимента. (Ребята рассказывают об опытах по фотоэффекту).

Молодцы! Задание выполнили, вам присваивается звание «Знаток опыта» с вручением памятной медали.

Следователи готовы доложить о результатах следствия. (Работа ребят демонстрируется на экран, за отчетом следит вся группа.)

Моим следователям (Ф.И. студента) присваивается звание «Знаток законов фотоэффекта» с вручением памятной медали.

В стихотворении Пушкина есть слова "гений, парадоксов друг". Знаете ли вы, что такое парадокс? Парадокс - это умышленное допускание ошибки в рассуждении. Сейчас просмотрите §66 стр. 163 и найдите, в чем же заключается парадокс фотоэффекта, найдите ошибку и этим опровергните неправильный результат.

(Парадокс фотоэффекта состоит в том, что увеличение энергии падающего света заданной длины волны путем увеличения светового потока не вызывает увеличения скорости фотоэлектронов, а ряд длин волн света вообще не в состоянии выбить из металла электрон независимо от мощности светового потока).

А сейчас мы с вами проведем тестирование по теме «Теория фотоэффекта». Все, кто получает оценку «5» получают звание «Великий знаток фотоэффекта» с вручением памятной медали. (12 человек - за компьютеры)

ВОПРОСЫ ТЕСТА:

1. В каком случае электроскоп, заряженный отрицательным зарядом, быстрее разрядится?

1. При освещении инфракрасным излучением
2. При освещении ультрафиолетовым излучением.
3. При освещении рентгеновским излучением

2. Как изменится скорость электронов при фотоэффекте, если уменьшить частоту облучающего света, не изменяя общую мощность излучения?

1. уменьшится
2. увеличится
3. не изменится

3. Как изменится максимальная кинетическая энергия фотоэлектронов при увеличении частоты света?

1. не изменится
2. увеличится
3. уменьшится

4. Практическая безынерционность фотоэффекта:

1. Возникает всегда
2. Возникает при длине волны больше «красной» длины волны.
3. Немедленно возникает при освещении тела, если частота больше или равна красной границе фотоэффекта.

5. Какие из явлений можно описать с помощью фотонной теории света:

1. Интерференция.

2. Дифракция.

3. Внешний фотоэффект.

6. Какие из перечисленных приборов основаны на квантовых (корпускулярных) свойствах света?

1. Дифракционная решетка.

2. Фотоэлемент.

3. Микроскоп.

7. Какие из перечисленных параметров определяют красную границу фотоэффекта?

1. Свойства вещества катода (химическая природа металла и состояние его поверхности).

2. Площадь катода.

3. Частота света.

8. По Эйнштейну скорость света определяется только

1. Интенсивностью света.
2. Частотой света и работой выхода, зависящей от рода металла и состояния его поверхности.
3. Частотой света.

9. Фотон - это элементарная частица,

1. Лишенная массы покоя и электрического заряда, обладающая энергией и импульсом.
2. Лишенная массы покоя.
3. Обладающая импульсом.

10. Свет обладает:

1. Волновыми свойствами.
2.  Корпускулярными свойствами.
3.  Дуализмом (двойственностью) свойств.

Подведем итоги нашего занятия. Каково же заключение по проведенному следствию? Фотоэффект (явление вырывания электронов из вещества под действием света) подтверждает тот факт, что электромагнитная энергия поглощается отдельными порциями. Если частота света v < vmin фотоэффекта быть не может. Свет обладает дуализмом (двойственностью) свойств.

Домашнее задание:

1. Подготовиться к самостоятельной работе по теме «Теория фотоэффекта»

2. Творческое: написать мини-сочинение по теме «Как моя жизнь связана с фотоэффектом?», «Интервью у П.Н.Лебедева», «Фотосинтез».

3. Решить задачи:

№1. Красная граница фотоэффекта для цезия 653 нм. Найти скорость фотоэлектронов, выбитых при облучении цезия фиолетовым светом. Длина волны фиолетового света 400 нм.

№2. При увеличении в 2 раза энергии фотона, падающего на металл, максимальная кинетическая энергия электронов увеличилась в 3 раза. Определить в эВ работу выхода электронов из металла, если первоначальная энергия фотона равнялась 5эВ.

Заключение

На данном занятии в учебном процессе участвуют практически все студенты группы. Максимальный результат может быть достигнут в группах с достаточно хорошей математической и компьютерной подготовкой, развитыми навыками самостоятельной работы при сформированном доброжелательном отношении ребят друг к другу. Что предполагает планомерную и последовательную работу преподавателя на каждом уроке в течении всего периода обучения. Прослеживается осуществление межпредметных связей с литературой, историей и ОИиВТ. На уроке используются различные методы обучения и средства обучения: самостоятельная, практическая работа, решение проблемной ситуации и основы научного исследования. С самого начала урока необходимо задать хороший темп работы студентам, начав с актуализации знаний студентов по изученному материалу. Содержание урока соответствует требованиям программы. Прослеживается связь теории с практикой.

Подобные занятия позволяют вовлекать в учебную деятельность каждого студента, используя дополнительные эффективные методы.