Фотоэффект құбылысы. Фотоэффект құбылысын түсіндіру. Эйнштейн формуласы. Фотоэффект құбылысын техникада пайдалану

Күні

Сыныбы 9 «А»

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

Фотоэффект құбылысын техникада пайдалану.

Сабақтың мақсаты: 1. Эйнштейн формуласын қолдана білу, фотоэффект құбылысын және олардың

техникада пайдалануын түсіндіру.

2. Оқушылардың оқулықпен жұмыс істеу дағдысын жетілдіру, өз бетімен жұмыс

істеуге дағдыландыру.

3. Ұқыптылыққа, төзімділікке, сауаттылыққа тәрбиелеу.

Сабақтың түрі: жаңа сабақ

Сабақтың әдісі: сұрақ-жауап, кітаппен

Көрнекіліктер: фотоэлемент, ток көзі

Пәнаралық байланыс: химия

Сабақтың барысы:

I. Ұйымдастыру кезеңі:

Оқушылармен сәлемдесу, түгелдеу, сынып тазалығын тексеру, назарын сабаққа аудару, сабақ мақсатымен таныстыру.

II. Өткен сабақты игеру барысын тексеру:

1. Жылулық сәулелену немесе сәуле шығару дегеніміз не?

2. Денелердің температурасына байланысты сәуле шығару қалай өзгереді?

3. Абсолют қара дененің сәуле шығару заңын кімдер ашқан және ол заң қалай тұжырымдалады?

4. Дененің сәуле шығару қабілеті дегеніміз не?

5. Планк гипотезасы қалай оқылады?

6. Квант дегеніміз не?

III. Жаңа тақырыпты түсіндіру:

1887 жылы орыс ғалымдары Генрих Герц пен А.Г.Столетов электродтардың арасындағы ұшқынды разрядты зерттеу кезінде мына құбылысқа көңіл аударды.

Разряд дегеніміз газдардағы электр тогы.

Сәулелердің әсерінен электрондардың сұйық және қатты дене бетінен босап шығу құбылысын сыртқы фотоэлектрлік эффект деп атайды.

Фотоэффект құбылысын түсіндіру жолын А.Эйнштейн тапты. Ол фотоэффект құбылысын түсіндіру үшін жарықтың бөлшектік әрі кванттық қасиетіне сүйенді. Шынында да, жарық екіжақтылығымен сипатталады: біріншісінде ол толқындық жағынан танылса, екінші жолы бөлшек, яғни Эйнштейн сөзімен айтқанда фотондар ағыны ретінде көрінеді. Бұл құбылысты жарықтың толқындық-корпускулалық дуализмі деп аталады.

Кванттық көзқарас бойынша жарықты таситын әрбір бөлшек, яғни фотон бір квант энергияға ие болады:

.

Электронның металдан босап, ұшып шығуы үшін жасайтын жұмысын электронның шығу жұмысы деп атайды.

Энергияның сақталу заңы бойынша жұтылған жарық фотонының энергиясы электронның шығу А_шығу жұмысына және оның кинетикалық энергиясына жұмсалады:

.

Бұл өрнек Эйнштейн формуласы деп аталады.

Фотоэффект байқалатын жарықтың ең аз дегендегі жиілігін немесе оған сәйкес келетін толқын ұзындығын фотоэффекттің қызыл шекарасы деп атайды.

Әр зат үшін фотоэффекттің қызыл шекарасы әр түрлі. Мысалы, мырыш үшін фотоэффект тудыратын жарық толқынының ұзындығы -370 мкм, калий үшін -450 мкм, натрий үшін -680 мкм. Эйнштейн формуласының мағынасы мынаған саяды: электронның шығу жұмысы мен кинетикалық энергиясы тек түскен жарықтың жиілігімен ғана анықталады.

Жарықтың толқындық және бөлшектік қасиеттерінің бірлігі - табиғи заңдылық. Бұл бірлікті жарықтың дуализмі деп атайды. Дуализм барлық элементар бөлшектерге тән құбылыс.

Фотоэффект құбылысына негізделіп жасалған құралды фотоэлемент дейді, ол техникада көптеп қолданылады. 146-суретте ең алғашқы фотоэлементтің сыртқы түрі мен құрылысының сұлбасы көрсетілген. Фотоэффект өндірісте, тұрмыстық техникада және ғарыш аппараттарында кең қолданылады. Оның дәстүрлі қолданылатын орындары: фототелеграф, теледидар және дыбысты кино болып табылады. Сонымен қатар фотоэлементтер өндірісті автоматтандыруда айрықша рөл атқарады.

Фотоэлементтерді қолданатын реле фотореле деп аталады.

IV. Сабақты пысықтауға арналған тапсырма:

Есеп. Электронның цезий бетінен шығу жұмысы Дж. Цезий бетіне толқын ұзындығы 0,589 мкм болатын сәуле түссе, фотоэффект байқала ма?

Берілгені: шешуі:

V. Бекіту сұрақтары:

1. Фотоэффект дегеніміз не? Оның ашылуына қандай тәжірибе себепкер болды?

2. А.Эйнштейн фотоэффект құбылысын түсіндіру үшін қандай жолды таңдап алды?

3. Электронның шығу жұмысы дегеніміз не?

4. Фотоэффект туралы Эйнштейн формуласы қалай жазылады және қалай оқылады?

5. Жарық дуализмі дегеніміз не?

6. Фотоэффект жарықтың қандай қасиетін сипаттайды?

VI. ЖБ тапсырмасы:

Оқушыларға сұрақтар қою тақырып бойынша:

1. Фотоэффект үшін Эйнштейн теңдеуі қандай заңның негізінде алынған?

а)импульстің сақталу заңы

в)энергияның сақталу заңы

с)Стефан-Больцман заңы

д) Ньютонның екінші заңы

2. Фотоэлектрлік эффект дегеніміз ...

3. Электронның металдан босап, ұшып шығу үшін жасайтын жұмысын ... деп атайды.

4. Фотоэлемент деп ...

VII. Үйге тапсырма: §49,50, Дайындық сұрақтарына жауап беру, 39-жаттығу, №1 шығарып келу.

VIII. Қорытынды.

Берілген тапсырмаларды орындауларыңа қарай бағалау.