. При вивченні цього розділу широко використовують навчальні відеофільми В«ФотоефектВ», В«Фотоелементи та їх застосування В»,В« Тиск світла В»,В« Радіоактивність і атомне ядро ​​»,В« Ядерна енергетика в мирних цілях В», кінофрагментиВ« Дискретність енергетичних рівнів атома (досвід Франка-Герца) В»,В« Природа лінійчатих спектрів атомів водню В», діафільми В«Трекові прилади в ядерній фізиціВ», В«Прискорювачі заряджених частинокВ», В«Цей мирний добрий атомВ», В«Будова атома і атомного ядраВ», а також діапозитиви В«Атомне ядроВ» і настінні таблиці (В«Атомна електростанціяВ» і ін.) Дуже великі можливості в даному відношенні відкриває комп'ютерне моделювання.
3. МЕТОДИКА ВИВЧЕННЯ ПИТАННЯ ПРО світловихквантів
3.1. ЗОВНІШНІЙ ФОТОЕФЕКТ
Фотоефект, його закони займають особливе місце в історії фізики. Явище фотоефекту було одним з основних серед явищ, дослідження яких призвело до створення квантової теорії взагалі і квантової теорії світла зокрема. Фотоефекту відводять, тому центральне місце на початку вивчення квантової оптики. Саме з розгляду закономірностей фотоефекту зазвичай в середній школі вводять уявлення про світлові кванти.
Сутність явища зовнішнього фотоефекту і його головні закономірності полягають, як відомо, в наступному: під дією електромагнітного випромінювання спостерігається випускання (Емісія) електронів з металів. Явище це практично безінерційний. Число випускаються електронів визначається інтенсивністю падаючого випромінювання, швидкість же вириваються електронів не залежить від інтенсивності світла і визначається тільки його частотою. При частоті світла менше визначеної (Характерної для кожного металу) фотоефект не спостерігається. Ці закономірності були встановлені експериментально і задовго до створення квантової теорії. Але всі спроби пояснити їх на основі хвильових уявлень електромагнітної теорії світла зазнавали невдачі.
Зазвичай у навчальній літературі ці закономірності формулюють як два, три (і навіть чотири) закону фотоефекту. Правда, такого суворого поділу законів на перший, другий, третій (Як, наприклад, для законів динаміки Ньютона) не існує. У нумерації законів, їх послідовності і числі є певний свавілля. Формулювання законів призводять як для макропроцесів (через фотострум), так і для микропроцессов (через фотоелектрони). Наведемо нижче одну з прийнятих формулювань законів фотоефекту.
1. Сила фотоструму насичення пропорційна інтенсивності світла. Кількість електронів, вириваються з катода за 1 с, пропорційно поглинається за цей час енергії світлової хвилі.
2. Максимальна початкова швидкість фотоелектронів визначається частотою світла і не залежить від його інтенсивності.
3. Для кожного речовини існує червона межа фотоефекту, тобто така найменша частота випромінювання v 0 , при якій ще можливий зовнішній фотоефект; значення цієї частоти залежить від хімічної природи речовини і стану його поверхні; при частоті випромінювання, меншою червоною кордону фотоефекту ( v < v 0 ), фотоефект не відбувається.
4. Фотоефект практично безінерційна.
Введення нових для учнів квантових уявлень про властивості світла є непростим методичної завданням. Розуміння квантової природи взаємодії світла з речовиною В«не лежить на поверхні В»фотоефекту, до такого розуміння ми підводимо учнів у результаті багатоступінчастого логічного міркування в ході обговорення результатів експерименту. У методиці вивчення фотоефекту можна виділити кілька етапів:
1. Знайомство учнів з самим явищем фотоефекту. Розповідь про історію його відкриття (Г. Герц). p> 2. Розповідь про пошуку закономірностей цього явища. Дослідження А. Г. Столєтова. p> 3. Розгляд основних закономірностей фотоефекту. Показ, розтин наявних труднощів - неможливість пояснити всі закони фотоефекту з відомих вже учням позицій (Хвильової теорії світла). p> 4. Висування гіпотези світлових квантів. Розповідь про роботу А. Ейнштейна. Рівняння фотоефекту.
5. Пояснення всіх закономірностей фотоефекту з квантових позицій.
6. Висновки квантової теорії про природу світла.
7. Вакуумні та напівпровідникові фотоелементи. Застосування фотоефекту в техніці. p> Розкриємо основні з цих етапів.
До розуміння явища фотоефекту і його закономірностей найкраще підвести школярів з допомогою експерименту. На першому уроці по темі зазвичай пропонують серію дослідів. p> 1) Закріплену на стрижні електрометрії добре очищену цинкову пластину заряджають негативно і висвітлюють потоком ультрафіолетових променів. Спостерігають розряд електрометрії. p> 2) Розряд припиняється, якщо ми перекриваємо потік променів склом.
З) Якщо ж повідомити пластині позитивний заряд, то, при такому ж освітленні розряд електрометрії не спостерігається. p> 4) Розряд відбувається тим швидше, чим більше інтенсивність світла.
5) Замінивши цинкову ...
