Фотоны и их свойства

Урок «Фотоны, их свойства. Корпускулярно – волновой дуализм» Класс 11 Цели урока. 1. Сформировать понятия: фотоны – частицы электромагнитного излучения, изучить свойства фотонов и двойственность свойств электромагнитных волн и частиц. 2. Развить умения добывать информацию из различных источников, проводить анализ и синтез изучаемого материала. Решать задачи по теме урока. 3. Воспитание интереса к процессам окружающего мира, коммуникабельности, самостоятельности. Принципы: научность, самостоятельность, деятельный подход. Задачи урока: узнать, что такое фотон, изучить его характеристики, выявить квантовые свойства света и волновые свойства частиц. Оборудование: персональные компьютеры с выходом в интернет, проектор, презентация. Этапы урока 1. Организационный момент. 2. Актуализация знаний. Повторение темы «Фотоэффект» План урока. Деятельность учителя Приветствие ученикам. Слайд 1 и 2 Сообщение целей и задач урока Слайд3 1.Физический диктант по теме «Зарождение квантовой теории. Фотоэффект» Учитель диктует неоконченные фразы: А) Квант света … Б) Фотоэффект – это… В) Число электронов, вырываемых светом с поверхности металл пропорционально… Деятельность учащихся Настраиваются на урок Восприятие целей и задач урока Пишут в тетрадях законченные предложения с правильным физическим смыслом, затем взаимопроверка, по фронтальным ответам А) Квант света - это порция энергии электромагнитного излучения. Б) Фотоэффект – это явление вырывания электронов с поверхности металла под действием света.Г) Максимальная кинетическая энергия, выбитых светом электронов, зависит… Д) Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта… Е) Красная граница фотоэффекта… 2.Индивидуальная работа у доски: Упражнение 12 (5 и 6) - два ученика 3.Постановка проблемы Мотивация. 4. Добывание знаний. Слайд 2 Постановка проблемы урока. Почему электромагнитные волны различных диапазонов имеют различные свойства? Может ли энергия существовать без частиц? Чем объясняется явление фотосинтеза? Чем объяснить мутацию генов при радиоактивном облучении тел? Слайд 4 Учитель дает установку на заполнение таблицы по сравнению свойств фотонов и электронов, используя параграф 90 В) Число электронов, вырываемых светом с поверхности металл пропорционально интенсивности падающего света. Г) Максимальная кинетическая энергия, выбитых светом электронов, зависит от частоты света. Д) Уравнение Эйнштейна для фотоэффекта Е =А + Ек, Е – энергия кванта, А – работа выв=хода электронов из металла, Ек – кинетическая энергия вылетевших электронов. Е) Красная граница фотоэффекта – это минимальная частота (максимальная длина волны) при которой фотоэффект ещё происходит с данного металла. 2. №5. νmin = A : h, νmin=5*1014 №6. Ек =hc/λ –hνmin, Ек = 3,8*10 19Дж Учащиеся высказывают свои мнения по неизученным вопросам, Выясняем, что ответов на поставленные вопросы пока нет, усваивают, что они ещё не знают и ставят цели урока. Слайд 5, 6,7 Групповая работа по заполнению таблицы Фронтальное обсуждение результатов Выводы по теме «Фотон и 2учебника, справочный материал из сборника задач и материл сайта «Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов» по теме урока. Руководство обсуждением и выводами. Слайд 8 Вопрос, какие явления доказывают существование таких необычных частиц как фотоны? Воспользуйтесь вашими знаниями из курса физики, биологии, ОБЖ. 5. Интеграция знаний 6. Применение знаний Закрепление знаний Слайд 9,10 Предлагает решить три задачи и обсудить полученные ответы. Слайд 11 его свойства» 1. Не имеют заряда 2. Движутся со скоростью света 3. Существуют только в движении 4. Энергия фотонов Е = h ν = h с / λ = m c² 5. Масса фотонов m = h ν / c² 6. Импульс фотонов р = m c = h ν / c = h / λ = E /c 7. Оказывают давление на вещество Работа в группах. Приводят примеры явлений и объясняют их с точки зрения квантовой физики 1.Явление фотоэффекта 2.Явление фотосинтеза 3.Мутация ДНК 4.Эффект Комптона – при прохождении рентгеновских лучей через вещество происходит увеличении длины волны рассеянного излучения по сравнению с длиной волны падающего излучения Групповая работа по решению задач №1.Рассчитайте длину волны де Бройля для пули массой 10 г, летящей со скоростью 660 м/с и электрона, имеющего скорость 2000000 м/с. №2.Сравнить энергию фотонов света с длиной волны 400 нм и рентгеновского излучения с длиной волны 4*10-10 м №3.Сколько фотонов испускает ртутная лампа мощностью 100 Вт за 1секунду, если длина волны света 580 нм? Анализ полученных результатов и шкалы электромагнитных волн №1 3№2 №3 Решение: λ = h/ λ=6,6*10-34/ (0,01*600)=10(-34 длина волны де Бройля для пули, λ=6,6*1034/(9,1*10 34*2*106)=0,36 нм - длина волны де Бройля для электрона Решение: Е = h с / λ, Е1/Е2= = λ2/ λ1=4*10-7/(4*10 10)=1000 Энергия фотонов рентгеновского излучения в 1000 раз больше, чем энергия фотонов видимого излучения. Решение: N=P* =100*1*5,8*10-7 34*3*108)= =2,9*10(20) штук фотонов излучает лампа Фронтальное обсуждение выводов, записи в тетрадь. Корпускулярно- волновой дуализм – универсальное свойство любых материальных объектов, проявляющееся на микроскопическом уровне Любой частице, обладающей импульсом, соответствует длина волны де Бройля: λБ = h/р Электромагнитные волны обладают двойственной природой Чем больше частота электромагнитных волн, тем ярче выражены квантовые свойства и 4 7. Выводы Слайд 12 и 13 Руководство дискуссией и выводами по теме «Корпускулярно – волновой дуализм»менее волновые (закон перехода количественных изменений в качественные) При распространении электромагнитных волн ярче проявляются волновые свойства При взаимодействии с веществом ярче проявляются квантовые свойства Индивидуальные ответы. Коррекция знаний Записи в дневник. 8. Рефлексия 9. Домашнее задание Предлагает обсудить вопросы по слайду 14 Что нового вы узнали? Было ли интересно? Какими новыми знаниями и умениями вы хотели бы поделиться с друзьями? Слайд 15. §90,88,89 Упражнение12 Сообщения и презентации по теме «Применение фотоэффекта» Источники информации: 1. Учебник для 11 класса Общеобразовательных учреждений Физика Г.Я. Мякишев Б.Б.Буховцев Москва Просвещение 2009 Физика 11 класс 2. Поурочные планы Г.В.Маркина Волгоград Учитель 2005 3. Единая коллекция цифровых образовательных ресурсов 5