| Головна » Фізика |
Мета уроку. Вивчити будову та принципи дії вакуумного і напівпровідникового фотоелементів; висвітлити практичне застосування фотоефекту в техніці для автоматизації виробничих процесів. Сформувати вміння застосовувати набуті знання на практиці; розвивати спостережливість, логічне мислення, вміння робити висновки та узагальнення. Розвивати інтерес до роботи з додатковою літературою. Тип уроку: комбінований урок. Обладнання:Відеофрагменти фільму «Будова та дія фотоелементів», вакуумний фотоелемент, портрет М. Планка, Г. Герца. Хід уроку. І. Оргмомент. ІІ. Контроль знань. 1.Назвіть дату народження квантової теорії ї автора гіпотези (14грудня 1900р., німецький фізик Макс Планк). 2.Яку гіпотезу висунув Планк? (Світло випромінюється та поглинається речовиною не безперервно, а окремими порціями – квантами). 3.Якою формулою визначається енергія кванта? 4.Назвіть рік відкриття фотоефекту і його автора (1887р.- Генріх Герц, але перші експериментні дослідження виконав О.Г.Столєтов). 5.Яке явище називають фотоефектом? 6.Назвіть закони фотоефекту. ІІІ. Демонстрації відеофрагментів фільму «Будова та дія фотоелементів». ІV. Кросворд: Запитання до кросворду Частинка світла.
Відповіді до кросворду [*] 1. Фотон [*] 2. Столєтов [*] 3. Третій [*] 4. Частота [*] 5. Червоною. [*] 6. Фотоефекту [*] 7. Перший [*] 8. Планка [*] 9. Внутрішнього Ключове слово По горизонталі: явище виривання електронів з речовини під дією випромінювання - фотоефект V. Вивчення нового матеріалу. В науці і техніці широко застосовується явище фотоефекту, оскільки воно дає змогу здійснити безпосереднє перетворення енергії світла на електричну енергію. Спеціальні прилади, в основу принципу дії яких покладено явище фотоефекту, називають фотоелементами. Фотоелементи реєструють або вимірюють світловий потік. Зовнішній фотоефект – випускання електронів із поверхні металів під дією світла. Переваги фотоелементів: безінерційність, фотострум пропорційний світловому потоку. Недоліки фотоелементів: слабкий струм, мала чутливість до довгохвильового випромінювання, складність у виготовленні, не використовується в колах змінного струму. Зовнішній фотоефект застосовується в техніці: а) кіно й телебачення; б) фототелеграф, фототелефон; в) фотометрія; г) керування виробничим процесом. Внутрішній фотоефект – зміна концетрації носіїв струму в речовині та як наслідок зміна електропровідності даної речовини під дією світла. Явище внутрішнього фотоефекту використовується в фоторезисторах. Фоторезистор – це прилад, опір якого залежить від освітленості. Напівпровідникові фотоелементи створюють ЕРС і безпосередньо перетворюють енергію випромінювання на енергію електричного струму. Внутрішній фотоефект застосовується в техніці: а) при автоматичному керуванні електричними колами; б) у колах змінного струму; в) у фотоекспонометрах; г) у сонячних батареях; д) при оптичному запису і відтворенні звуку. VI. Повідомлення учнів (інтерактивний метод «Навчаючись-вчу») Вакуумний фотоелемент складається із скляної колби, частина внутрішньої поверхні якої (катод) вкрита тонким шаром речовини з малою роботою виходу. Анод – дротяна петля або диск – уловлює фотоелектрони, які вилітають з освітленого катода. У результаті цього в електричному колі виникає струм, що приводить у дію реле (див. рис.1). Рис.1 Фотореле різної конструкції дають змогу автоматично керувати пристроями й обладнанням, оскільки фотоелемент миттю реагує на дію світла або його зміну. Фотореле застосовується в автоматах, які пропускають пасажирів у метро, а також у приладах, що забезпечують релейний захист заводських установок і технологічних ліній (див. рис.2). Рис.2 У напівпровідниках під дією світла спостерігається внутрішній фотоефект, що зумовлюється появою в них електронів і дірок, тобто підвищенням провідності. Це явище використовують для фотоопорів – приладів, опір яких залежить від освітлення їхньої поверхності. Фотоопори широко застосовуються в науці і техніці. Напівпровідникові вентильні фотоелементи можуть бути джерелами електричного струму, в яких світлова енергія безпосередньо перетворюється в енергію електричного струму. На цьому принципі, наприклад, грунтується дія фотоекспонометрів і сонячних батарей (див. рис.3). Рис.3 VII. Закріплення вивченого матеріалу. Якісні запитання (робота в групах). Чому за частот менших від червоної межі фотоефект не спостерігається? Розв'язування задач. Визначте енергію кванта видимого світла з довжиною хвилі видимого світла 500 нм. VIII. Підбиття підсумків уроку. IX. Домашнє завдання. Вивчити 68 Повторити 11 Розв'язати задачу. Робота виходу фотоелектронів з металу становить 2,4 еВ. Обчисліть червону межу фотоефекту. Додаткове завдання: розширити знання з питання застосування явища фотоефекту.
Використані джерела: Засєкіна Т.М., Засєкін Д.О. Фізика: підручник для 11 кл. загальноосвіт. навч. закл. (академічний рівень, профільний рівень) - Харків: Сиция, 2011.
Схожі навчальні матеріали: | ||||||
| Всього коментарів: 0 | |