Тема. Фотон. Основні властивості фотона

Урок №5. Тема. Фотон

Мета. Сформувати поняття про фотон. Розвивати логічне мислення, уміння давати аналіз фізичних величин, явищ, закріпити вміння вибирати головне з джерел інформації.

Обладнання. Опорні конспекти з теми. Картки  з питаннями для  груп учнів.

План уроку

1. Перевірка домашнього завдання.(Робота в парах)
2. Актуалізація опорних знань.(Мозковий штурм)
3. Вивчення нового навчального матеріалу.(Лекція)
4. Закріплення (Робота в парах)
5. Домашнє завдання. Підготувати презентації на тему «Вакуумний та напівпровідниковий фотоелементи. Застосування фотоефекту в техніці»

Методичні рекомендації.

І. Перевірку домашнього завдання учні проводять в парах, оцінюючи роботи однокласників.

ІІ. Актуалізація опорних знань. Корисно на дошці записати питання, на які потрібно дати відповідь:

• Які властивості має фотон? Чи можна фотон зупинити?
• Перерахувати та пояснити основні положення фотоефекту з позиці квантових уявлень.

ІІІ. Вивчення нового навчального матеріалу. При викладання нового навчального матеріалу  є необхідність складання опорного конспекту (дивись додаток ).

ІV. Закріплення проводиться  в парах (по картках), вчитель проходить та прослуховує відповіді. При необхідності виправляє помилки. Кількість задач та питань дається з надлишком з метою врахування рівня підготовки класів.

V. Домашнє завдання. Опорний конспект. Задачі - на картці.

Задача 1. Рубіновий лазер випромінює в імпульсі 2∙ 10¹⁹ фотонів з довжиною хвилі λ = 694нм. Яка середня потужність спалаху лазера, якщо його тривалість 2∙ 10^-3с?

Задача 2. З якою швидкістю повинен рухатися електрон, щоб його імпульс дорівнював імпульсу фотона випромінювання з довжиною хвилі λ = 5,2∙ 10^-7м ?

Питання для закріплення.

1. Чи може фотон при зіткненні з перешкодою віддати їй більше, ніж мав сам до зіткнення: а) енергії, б) імпульсу ?
2. Чи можна, використовуючи явище поглинання фотонів добитися вибивання з металу позитивних зарядів?
3. У скільки разів енергія фотонів УФ випромінювання з довжиною хвилі 0,38мкм більша від енергії фотона видимого світла з довжиною хвилі 0,7 мкм?
4. Визначити масу та імпульс фотона червоного світла, довжина хвалі якого становить  0,7 мкм.
5. Скільки фотонів за секунду випромінює нитка електричної лампочки потужністю 1 Вт, якщо середня довжина хвилі випромінювання  1 мкм?
6. Визначити енергію та імпульс фотона УФ променів з довжиною хвилі 300нм.
7. Яка довжина хвилі фотона, енергія якого 2еВ ? До електромагнітних хвиль якого типу належить це випромінювання?
8. Який тип електромагнітних хвиль являють собою промені, енергія фотонів яких становить  3,0∙10^-17; 5,0∙10^-19  і 2,0∙10^-22 Дж?

Задача №1. Визначити енергію фотонів, які  відповідають найдовшим довжинам хвиль λ = 0,75мкм та найкоротшим λ = 0,4 мкм хвилям видимої части спектра.

Задача №2. Фотоелектрони «вибивається» з цезію з кінетичною енергією 2еВ.Яка максимальна довжина хвилі світла, яка може «вибити» цей фотон?

Задача №3.  Визначити довжину хвилі випромінювання, якщо енергія фотона дорівнює енергії спокою електрона.

Задача №4.  Який імпульс фотона з енергією 6еВ? Яка довжина хвилі такого випромінювання?

Задача №5. Око людини сприймає світло з довжиною хвилі 5∙ 10^-7м, якщо потужність світла, що падає на око, не менша за 2,7∙ 10^-17Вт. Яка кількість фотонів щосекунди попадає на сітківку ока?

Опорний конспект

з теми

«Фотони »

    І. Енергія    Е = hυ                         якщо ћ =

              Е = hυ= ћ ω

 ћ  = 1, 05∙10^-34Дж∙с               ω  = 2πυ

   ІІ. Маса

Згідно ТВ     Е = mc²    →  mc²  = hυ  →  m= ( m= )

   ІІІ. Імпульс р 

р = mc = =      наявність  імпульсу підтверджується

  експериментально – існуванням світлового тиску.

   ІV.                Основні властивості фотона:

1. є  частинкою електромагнітного поля;
2. рухається зі швидкістю світла;
3. існує тільки в русі;
4. маса спокою дорівнює нулю;
5. зупинити фотон неможна: він або рухається зі швидкістю світла, або не існує.