Imię i nazwisko autora:

Aleksandra Fijałkowska

Przedmiot:

Fizyka

Temat zajęć:

Efekt fotoelektyczny

Grupa docelowa:

III etap edukacyjny, liceum, technikum, zakres podstawowy i rozszerzony

Podstawa programowa:

Cele kształcenia – wymagania ogólne
I. Wykorzystanie pojęć i wielkości fizycznych do opisu zjawisk oraz wskazywanie ich przykładów w otaczającej rzeczywistości.
II. Rozwiązywanie problemów z wykorzystaniem praw i zależności fizycznych.
III. Planowanie i przeprowadzanie obserwacji lub doświadczeń oraz wnioskowanie na podstawie ich wyników.
Zakres podstawowy Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; wyróżnia kluczowe kroki i sposób postępowania oraz wskazuje rolę użytych przyrządów i uwzględnia ich rozdzielczość;
15) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu;
X. Fizyka atomowa. Uczeń:
5)opisuje zjawiska jonizacji, fotoelektryczne i fotochemiczne jako wywołane tylko przez promieniowanie o częstotliwości większej od granicznej,
Zakres rozszerzony
Treści nauczania – wymagania szczegółowe
I. Wymagania przekrojowe. Uczeń:
4) przeprowadza obliczenia liczbowe posługując się kalkulatorem;
10) przeprowadza wybrane obserwacje, pomiary i doświadczenia korzystając z ich opisów; planuje i modyfikuje ich przebieg; formułuje hipotezę i prezentuje kroki niezbędne do jej weryfikacji;
19) wyodrębnia zjawisko z kontekstu, nazywa je oraz wskazuje czynniki istotne i nieistotne dla jego przebiegu;
XI. Fizyka atomowa. Uczeń:
7) opisuje zjawiska jonizacji, fotoelektryczne i fotochemiczne jako wywołane tylko przez promieniowanie o częstotliwości większej od granicznej.

Kształtowane kompetencje kluczowe:

Zalecenie Parlamentu Europejskiego i Rady UE z 2018 r.:

• kompetencje w zakresie rozumienia i tworzenia informacji,

• kompetencje matematyczne oraz kompetencje w zakresie nauk przyrodniczych, technologii i inżynierii,

• kompetencje cyfrowe,

• kompetencje osobiste, społeczne i w zakresie umiejętności uczenia się.

Cele operacyjne:

Uczeń:

1. obejrzy prezentację zjawiska fotoelektrycznego i wyciągnie wnioski.

2. formułuje definicje zjawiska fotoelektrycznego oraz wyrażenie na maksymalną energię kinetyczną fotoelektronu,

3. ocenia, jakie promieniowanie może wywołać efekt fotoelektryczny w wykorzystanym układzie.

Strategie nauczania:

Strategia eksperymentalno‑obserwacyjna

Metody nauczania:

Pokaz

Formy zajęć:

Praca zespołowa

Środki dydaktyczne:

- Elektroskop,
- płytka cynkowa,
- źródło światła UV,
- pałka ebonitowa,
- wełniana szmatka.

Materiały pomocnicze:

-

PRZEBIEG LEKCJI

Faza wprowadzająca:

Nauczyciel przymocowuje płytkę do główki elektroskopu. Demonstruje, że w chwili początkowej listki elektroskopu spoczywają, elektroskop nie jest naładowany. Następnie nauczyciel pociera laskę ebonitową wełną, elektryzując ją ujemnie, po czym przykłada naelektryzowaną pałkę do płytki cynkowej. Listki elektroskopu odchylają się. Nauczyciel omawia z uczniami wyniki obserwacji, uczniowie zastanawiają się, skąd wziął się ładunek na elektroskopie.

Nauczyciel oświetla płytkę światłem ultrafioletowym. Listki elektroskopu opadają. Nauczyciel z uczniami dyskutują, dlaczego światło ultrafioletowe spowodowało rozładowanie elektroskopu.

Faza realizacyjna:

Nauczyciel przypomina pojęcie fotonu jako nośnika energii promieniowania elektromagnetycznego oraz wzór na energię fotonu. Nauczyciel wyjaśnia mechanizm zachodzenia zjawiska fotoelektrycznego oraz wprowadza opisujący go wzór $E_e=hf-W$ i dokładnie go analizuje. Podaje wykresy opisujące zjawisko fotoelektryczne i prawa, które nim rzadzą. Uczniowie wyznaczają minimalną energię fotonów niezbędnych do zajścia zjawiska fotoelektrycznego dla płytki zastosowanej w fazie wprowadzającej, minimalną częstotliwość promieniowania oraz maksymalną długość fali światła w próżni. Nauczyciel pyta uczniów, jakiego efektu spodziewają się przy zastosowaniu oświetlania o niższej częstotliwości np. czerwonego.

Faza podsumowująca:

Uczniowie rozwiązują co najmniej jedno spośród zadań 3 lub 4 z zestawu ćwiczeń .

Nauczyciel ocenia pracę uczniów rozwiązujących zadania dając im informację zwrotną odnośnie ich wiedzy.

Praca domowa:

Nauczyciel poleca uczniom znalezienie/wypisanie przedmiotów codziennego użytku wykorzystujących zjawisko fotoelektryczne oraz rozwiązanie wybranych przez niego zadań z zestawu ćwiczeń.

Wskazówki metodyczne opisujące różne zastosowania danego multimedium:

Uczniowie mogą przypomnieć sobie w domu pokaz zaprezentowany na lekcji oraz jego fizyczną interpretację.