Примерный алгоритм решения количественных задач.

1. Прочитать условие задачи. Выяснить, какие физические явления и процессы в ней заданы.

2. Вспомнить определения физических величин, характеризующих эти явления, так и свойства тел, в них участвующих.

3. Вспомнить, какие физические законы справедливы для явлений, заданных в условии задачи.

4. Выяснить физический смысл величин, конкретизирующих указанные в задаче явления или процессы.

5. Слева «уголком» записать все данные задачи (выразив их в единицах СИ) и искомые величины.

6. Сделав чертеж (схему, рисунок) к задаче по принятым правилам и использовать его при решении задачи.

7. Записать физические законы и определения физических величин, нужные для решения задачи.

8. Записать в математическом виде соотношения, выражающие физический смысл дополнительных условий, конкретизирующих указанные в задаче явления.

9. Решить полученную систему уравнений в общем виде относительно искомых величин.

10. Произвести проверку размерности полученной формулы.

11. Вычислить значения искомых величин с учетом правил приближенных вычислений.

12. Проанализировать значения полученных величин, убедиться в том, что они реальны и соответствует условию задачи.

2.«Световые кванты»

Данное пособие сыграет роль помощника при изучении темы «Световые кванты».

1. Основное содержание: Зарождение квантовой теории. Фотоэлектрический эффект. Теория фотоэффекта. Применение фотоэффекта. Фотоны. Корпускулярно-волновой дуализм. Давление света. Химическое действие света.

2.2. Основные знания и умения:

Начальный уровень:

• знать содержание понятий: фотон, фотоэффект;

• знать о давлении и химическом действии света;

• знать буквенные обозначения и единицы измерения: работы выхода, энергии фотонов, постоянной Планка, импульса фотона, красной границы фотоэффекта;

• уметь различать вакуумные и полупроводниковые фотоэлементы.

Средний уровень:

• знать содержание понятий: корпускулярно-волновой дуализм, красная граница фотоэффекта;

• уметь приводить примеры использования фотоэлементов, химического действия света, давления света.

Достаточный уровень:

• знать строение и принцип действия полупроводниковых и вакуумных фотоэлементов;

• уметь находить красную границу фотоэффекта и энергию фотоэлектронов при помощи уравнения Эйнштейна;

• знать суть квантовых представлений о распространении и поглощении света.

Высокий уровень:

• знать условия и явления, при которых проявляются корпускулярные и волновые свойства света, и их объяснение;

• знать о достижениях и перспективах развития техники в применении фотоэффекта.

2.3. Краткие основные теоретические сведения:

В начале XX века зародилась квантовая теория – теория движения и взаимодействия элементарных частиц и состоящих из них систем. При испускании и поглощении свет ведет себя подобно потоку частиц. Свойства света, обнаруживаемые при излучении и поглощении, называют корпускулярными.

Световая частица называется фотоном или квантом.

Энергия фотона определяется формулой Планка:

Где v — частота света; h - постоянная Планка,

h=6,6310 ^-34Джс

Энергия фотона выражают в джоулях и электрон-вольтах, причем

1 эВ=1,610^-19Дж

Длина волны связана со скоростью света и частотой соотношением:

Поэтому энергию фотона можно выразить формулой

где с=3 10⁸ м/с - скорость света в вакууме.

Циклическая частота =2 , ħ= h/2 , поэтому

где ħ=l,0510^-34Джс;

Импульс фотона

масса фотона

Фотоэлектрическим эффектом (фотоэффектом) называется явление вырывания электронов из вещества под действием света.

Для фотоэффекта справедливо уравнение Эйнштейна:

где - энергия поглощенной порции света, которая идет на совершение работы выхода А_вых (то есть работы, которую нужно совершить для вырывания электрона с поверхности металла), и на сообщение ему кинетической энергии

Фотоэффект наблюдается лишь тогда, когда частота света больше минимального, зависящего от природы вещества, значение _min - предельной частоты, называемой красной границей фотоэффекта.

При этом для вырывания электрона из металла энергия кванта должна быть больше или равна работе выхода, то есть откуда

Длинноволновая граница фотоэффекта

Если частота света (или длина волны света , то фотоэффект не наблюдается.