20.Фотоэффект на установке с цинковой пластинкой.

1. фотоэлемент устанавливают на расстоянии примерно 40 см от лампы и при неизменном световом потоке постепенно увеличивают напряжение на его электродах. Ток сначала увеличивается пропорционально приложенному напряжению, а затем, начиная с 30В, достигает некоторого постоянного значения (ток насыщения). Уч-ся поясняют, что ток насыщения возникат в тот момент, когда все вылетающие из катода электроны доходят до анода. Дальнейшее увеличение тока может быть достигнуто лишь при увеличении светового потока. Приближают фотоэлемент к лампе и убеждаются в этом.

2. Фотоэлемент возвращают в исходное положение и при неизменном напряжении на электродах замечают по гальванометру величину тока насыщения. Затем световой поток, падающий на фотоэлемент, уменьшают в 4 раза (увеличивают расстояние м/у фотоэлементом и лампой в 2 раза). Замечают по гальванометру, что при этом ток уменьшается в 4 раза. Зн., сила тока, определяемая числом вылетающих в единицу времени электронов, прямо пропорциональна падающему световому потоку (з-н Столетова).

На фотоэлемент подают с потенциометра напряжение обратной полярности. Фото элемент освещают оранжевым светофильтром. С помощью потенциометра увеличивают разность потенциалов. Ток постепенно убывает до нуля. Это доказывает, что электроны вылетают с катода с различными скоростями и в момент прекращения тока они не имеют достаточной энергии, чтобы преодолеть тормозящее поле. Затем пучок света от лампы перекрывают поочередно зеленым и синим светофильтрами. Для прекращения тока приходится увеличивать тормозящую разность потенциалов. При постоянной частоте света изменяют величину светового потока, падающего на фотоэлемент. Т. обр. тормозящее напряжение не зависит от величины светового потока. Выводы: 1) максимальная скорость электронов, а зн. и их кинетическая энергия увеличиваются с возрастанием частоты падающего света; 2) скорость электронов не зависит от величины светового потока.

21. СТР-РА И ОСОБЕННОСТИ ТЕМЫ «АТОМЫ И МАЛ-ЛЫ»

Изучение строения атома в старших кл обычно начинают с опыта Резерфорда и планетарной модели атома т.к. Уч-ся к этому времени еще не знают ничего о радиоактивности их прежде знакомят с явлением радиоактивности. Их знакомят с основными видами радиоактивных излучений: альфа, , ,гамма. Изучение опыта Резерфорда начинают с демонстрации фрагмента «опыт Резерфорда». Затем рассматривают схему опыта более детально. Показывая рисунок траектории альфа-частиц обращают внимание на: 1) большое число альфа-частиц приходит через тонкую фольгу металла не отклоняясь; 2) отдельные частицы испытывают отклонения на большой угол (90⁰– 150⁰) . результаты опыта позволили заключить, что + заряд атома и его масса сконцентрированы в очень малой области пространства – ядре, и определить примерный размер ядра. Используя данные опытов Резерфорда, далее обсуждают с учащимися гипотезу о планетарной модели атома. Первоначальные представления о ней, по существу, использовались с самого начала введения электронной теории уже в VII классе. Поэтому основная задача в данном случае - показать трудности, возникающие при использовании в данной модели законов классической механики и электродинамики Максвелла. Эти законы не могут объяснить устойчивость атомов в невозбужденном состоянии, поскольку ускоренное движение электронов на орбитах должно сопровождаться быстрой потерей энергии на излучение электромагнитных волн. Рассказывая в заключении о планетарной модели атома особенно подчеркивают, что почти вся масса атома сосредоточена в его ядре, ядро атома в 10⁵ раз меньше самого атома, заряд атома и вращающихся вокруг него электронов равны порядковому номеру элемента периодической системе элементов. КВАНТОВЫЕ ПОСТУЛАТЫ БОРА При попытке разобраться в структуре атома была создана модель атома кот-я выглядела как пирог с изюмом (модель Томсона). Опыты Резерфорда опровергли эту модель и привели к созданию планетарной модели атома. Однако и она была несовершенна: согласно класичн. теории, электрон, двигаясь по круговой орбите и обладая ускорением, должен непрерывно излучать энергию; в результате электрон упадет на ядро и атом прекратит свое существование. Согласно этой модели спектр излучения атома должен быть сплошным а опыты показываю, что он линейчатый. Датский физик Нильс Бор нашел правильный путь решения проблемы, применив к ядерной модели атома Резерфорда квантовые представления Планка. Для этого было необходимо ввести атомистические предположения об испускании и поглощении излучения. Бор выдвигает пять предположений, основное содержание которых в настоящее время обычно формулируется в виде двух постулатов. Постулаты Бора необходимо не только сформулировать, но и пояснить. Несмотря на трудность уч-ся знакомят и с третьим постулатом Бора.

Линейчатые спектры объясняет теория Бора. Начать изучение материала лучше с опытных фактов. Если через газ пропустить электрический разряд он начинает светиться. После этого объясняют происхождение линейчатых спектров. С точки зрения теории Бора, атомы водорода получая энергию возбуждаются т.е. их валентные электроны переходят с основного(первого) энергетического уровня на уровни с более высокой энергией. Спектр атома водорода анализирует полнее. В начале Уч-ся поясняют, что электрон находящийся на одном из высших энергетических уровней может перейти на любой более низкий, а не только на основной уровень. В силу этого атом водорода может испускать фотоны разных, но строго определенных частот.

Затем объясняют почему линейчатые спектры разных газов различны. После этого Уч-ся знакомят со спектрами поглощения газов.

21. Модель Резерфорда по рассеванию -частиц ядрами атомов. Для этого соберите установку по рисунку 32. В бюретку, укрепленную вертикально в лапке штатива, вставьте конец провода, соединенного с источником высокого напряжения (электрофорная машина, Разряд). Около нижнего конца бюретке установите на изолирующем штативе малый шар от электрометра. Шар соедините с кондуктором электро-форной машины. Положение бюретки отрегулируйте так, чтобы ее нижний конец находился над шаром на расстоянии 5-6 см, а вертикаль проходящая через конец бюретки отстала от шарика на 1-1,5 см. В бюретку налейте воду, откройте кран так, чтобы вода вытекала мелкими каплями в подставленную на столе кювету. Наблюдение за поведением капель производят с помощью теневой проекции. Сначала на экране пронаблюдайте вертикальное падение незаряженных капель. Затем шар и воду в бюретке зарядите положительным зарядом и пронаблюдайте движение заряженных капель в электрическом поле шара.

Уч-ся поясняют, что шар в опыте моделирует ядро атома, а разяженые капли воды ─ α-частицы.

Угол рассеяния капель зависит от их прицельного расстояния, т.е. расстояние от центра шара до прямой вдоль которой первоначально падают капли

Покажите, что при уменьшении прицельного расстояния угол рассеивания увеличивается и наоборот.