Фотоэффект құбылысын пайдалану. Физика, 11 сынып, қосымша материал.

Бағалау критерийлері:

- Квант дегеніміз не екенін түсіндіреді

- Планк ұсынған гипотезаны біледі, түсіндіреді

- Е₀ Һ=6,62•10^-34 Дж·с формуласын қолданады

- Фотоэффект құбылысын түсіндіреді

- Фотоэффект құбылысының ашылу тарихын баяндайды

- Электронның шығу жұмысының физикалық мағынасын ашады

- Эйнштейн формуласын біледі, қолдана алады

- Фотоэффект құбылысының орындалу шартын түсіндіреді.

- Фотоэффектінің қызыл шекарасын түсіндіре алады

Есеп: Электронның цезий бетінен шығу жұмысы 1,6*10^-19 Дж. Цезий бетіне толқын ұзындығы 0,589 мкм болатын сәуле түссе, фотоэффект байқала ма?

Бағалау критерийлері:

1.Фотоэффект негізінде жұмыс жасайтын құралдардың жұмыс принципін түсіндіреді:

• Люксометр
• Экспонометр
• Фотореле
• Ішкіфотоэффект негізінді жұмыс жасайтын автоматтар
• Фотокедергілер

2. Аталған құралдардың қолдану аясын түсіндіріп, баяндайды

Бағалау критерийлері:

• Фотонның қандай бөлшек екенін түсіндіреді
• Фотонның энергиясын, импульсін, массасын есептейді

Деңгейлік тапсырмалар:

Бағалау критерийлері

• Эйнштейн формуласын қолданады
• Толқын ұзындығы арқылы фотон энергиясын анықтайды
• Қызыл шекара арқылы шығу жұмысын есептейді
• Шығу жұмысы арқылы ең кіші жиілікті есептейді
• Электрондардың максимал кинетикалық энергиясын есептейді
• Электрон вольт өлшем бірлігін Джоульге түрлендіреді

Деңгейлік тапсырмалар «Кім жылдам?»

І деңгей

1)1887ж. Генрих Герц жарықтың әсерінен электрондардың шығуы мүмкін екенін ашты.Бұл құбылыс ___________________________ деп атайды.

2)Фотоэффект нәтижесінде босатылған электрондар________________ деп аталады.

3)Фотоэффект үшін Эйнштейн формуласын жаз__________________

4)Фотоэффект қайда қолданылады?

ІІ деңгей

1. λ=5,0∙10^-7 м толқын ұзындығына сәйкес келетін фотон энергиясын анықтаңдар.

2. Натрий үшін фотоэффектінің қызыл шекарасы 547 нм. Электронның натрийден шығу жұмысын табыңдар.

3. Егер электронның металдан шығу жұмысын 3,3∙10^-19 Дж болса,фотоэффектідегі бақыланатын жарықтың ең кіші жиілігін есептеңдер

4. Электрондардың күмістен шығу жұмысын 7,85∙10^-19 Дж.Күміс үшін фотоэффектінің қызыл шекарасының толқын ұзындығын анықтаңдар.

ІІІ деңгей

1. Егер фотоэлектрондардың кинетикалық энергиясы 4,5∙10^-20 Дж,ал электрондардың металдан шығу жұмысы 7,6∙10¹⁹ Дж болса, металл бетінен жарықтандыратын жарық толқының ұзындығы қандай болатынын анықтаңдар.

2. Электрондардың платинадан шығу жұмысы 9,1∙10^-19 Дж.Толқын ұзындығы 0,5 мкм жарық платинадан жұлып шығарған электрондардың максимал кинетикалық энергиясы қандай?

3. Электронның цезий бетінен шығу жұмысы 1,9∙10^-19 Дж.Цезий бетіне толқын ұзындығы 0,550 мкм болатын сәуле түссе,фотоэффект байқала ма?

4. Толқын ұзындығы 3,3∙10^-7 м жарықпен цезийді жарықтандыру кезінде ұшып шыққан электронның ең үлкен жылдамдығы 8∙10⁵ м/с, электронның массасы 9,1∙10^-31 кг болса, шығу жұмысы неге тең?

Генрих Герц

1887 жылдағы Герцтің зерттеу аппараты

Герц Генрих Рудольф (1857 Гамбург - 1894) - Немiстiң ғұлама ғалымы. Жеке мектепте және гимназияда оқып жүргенiнде Герц өзiнiң ойлап табуға және қол өнерiне қабiлетi бар екендiгiн танытты. Гимназяны тәмамдағаннан кейiн Герц инженер болсам деп армандайды. Бiрақ армия қатарындағы қызметiнен, инженерлiк дайындықтан өткенiне қарамастан, ол физикамен шұғылдануды жөн көрдi. Мюнхен университетiне түсiп, онда Герц математикамен көп шұғылданды, физика классиктерiнiң еңбектерiн оқыды. 1878 ж. Герц Берлин университетiне ауысады, ол жерде немiс физиктерiнiң жетекшiсi Г.Гельмгольц оған ұстаздық етедi. 1870 ж. Герц докторлық диссертациясын қорғайды да, Гельмгольцтiң ассистентi болып тағайындалады. Берлинде қызмет еткен 3 жыл iшiнде әр түрлi тақырыптарда 15 мақала дайындаған (электромагнетизм, қатты материалдар, ғылыми аспаптарды құрастыру және т.б.). 1883 ж. Герц Киль университетiне приват-доцент қызметiне ауысады, одан кейiн Карисруэге ауысады.

Генрих Герцке Карлруэ Технология Институтындағы ескерткіш

Герцтiң электромагниттiк толқындардың бар екендiгiн дәлелдеуге әкелiп тiреген зерттеу жұмыстары осы Карлсруэнiң жоғарғы техникалық мектебiнде басталды. Электромагнитiк толқындарды зерттей келе, Герц электромагниттiк толқындар мен жарық толқындарының негiзгi қасиеттерiнiң бiрдей екенiн дәлелдеп бердi. 1888 ж. бiрiншi рет фотоэффект құбылысын ашты. Оның құрметiне барлық толқындар және тербелiстер жиiлiгiнiң өлшем бiрлiгiн Герц (Гц) деп атады.

Александр Григорьевич Столетов

Александр Григорьевич Столетов

Александр Григорьевич Столетов(1839-1896) - атақты орыс физигі.Фотоэффектіні зерттеу Стололетовты дүние жүзіне әйгілі етті.Сондай-ақ Столетов фотоэффектіні практикада қолдану мүмкіндігін де көрсетті."'Жұмсақ темірдің магниттелу функциясы жөніндегі зерттеу"' атты докторлық диссертациясында ол ферромагнетиктерді зерттеу методын жасап шығарып, магниттелу қисығының түрін тағайындайды.Бұл жұмыс практикада электр машиналарды конструкциялау кезінде кең түрде пайдаланылды.Столетов Россияда физиканың дамуына көп күш жұмсады.

Альберт Эйнштейн

Альберт Эйнштейн, нем. Albert Einstein (14 наурыз 1879, Германия, Ульм қаласы – 18 сәуір 1955, АҚШ, Нью-Джерси штаты, Принстон) – қазіргі Германия жерінде туып өскен физик-теоретик, заманауи физиканың екі негізгі тірегінің бірі болып есептелетін салыстырмалылық теориясының негізін қалаушы (екіншісі квантты механика). Эйнштейн ғылым философиясына қосқан үлесімен танымал. Ол масса-энергия эквиваленнтілігінің формуласы E = mc² ойлап тапқандығымен әйгілі. 1921 жылы "теориялық физикаға қосқан үлесі үшін, фотоэлектрлі эффект заңын ашқандығы үшін, кванттық теорияның дамуына қарай қадамдары үшін" физикадан Нобель сыйлығының иегері атанды. Атақты ойшыл және қоғам қайраткері, әлемнің алдыңғы қатарлы 20-ға жуық университеттерінің құрметті профессоры, КСРО Ғылым Академиясының шетелдік құрметті мүшесі.

Эйнштейннің басты еңбегі — ”Салыстырмалылық теориясы”. Бұдан бөлек 300-ден астам ғылыми еңбектердің, тарих, ғылымдар философиясы және публицистика саласындағы 150-дей кітап, мақалалардың авторы ретінде де танымал. Ол бiрнеше түбегейлi физикалық теорияларды жасады:

• Арнайы салыстырмалылық теориясы (1905).
• Жылу сыйымдылығының және фотоэффект кванттық теориясы
• Бозе Эйнштейн кванттық статистикасы.
• Броун қозғалысының статистикалық теориясы, флуктуациялардың теориясына негiзін салған.

1933 жылы Адольф Гитлер билік басына келгеннен сәтте, Америкада жүрген болатын. Еврей ұлтының өкілі болғандықтан, Берлин ғылымдар академиясына, профессор болып жасап жүрген жеріне, қайта оралмаған. АҚШ-та қалып, 1940 жылы сол елдің азаматтығын алған. Екінші дүниежүзілік соғыс басталар тұста АҚШ Президенті Франклин Рузвельтке фашистерде "өте жойқын бомбының жаңа түрі" пайда болу қауіптілігін айтып, сол бағытта АҚШ та сондай зерттеулер жүргізу қажеттілігін ұсынған. Бұл хат Манхэттон проектісінің пайда болуына әкелген. Антигитлерлік коалицияны қолдаса да, жаңадан ойлап табылған атомдық бөлінуді қару ретінде қолдануды қош көрмеген. Екінші дүниежүзілік соғыс аяқталған соң, Эйнштейн бейбітшілікті көп насихаттауға бет бұрып, өмірінің соңын осы АҚШ-та өткізіп, сол жерде 1955 жылы дүние салған.

Мазмұны

• 1Жастық шағы
• 2Ғылыми жұмыстың басы
• 3Альберт Эйнштейн айтқан сөздері
• 4Мемориалдық тақталар
• 5Эйнштейн мекен еткен жерлер
• 6Cыйлықтар
• 7Фильмография
• 8Өмірінің соңы
• 9Отбасы
• 10Қызықты деректер
• 11Дереккөздер

Жастық шағы

Энштейн 14 жаста

Альберт Эйнштейн 1879 жылы 14 мамырда Неміс империясының Ульм қаласында дүниеге келген. 14 жасынан Швейцарияда тұрған. Цюрихтегі политехникумды бітіргеннен кейін (1900) орта мектепте сабақ берді, кейін патент бюросында эксперт (1902 – 1909) болып қызмет атқарды. 1909 – 1911 жылы Цюрих университетінде, 1911 – 1912 жылы Прагадағы Неміс университетінде, 1912 – 1913 жылы Цюрихтегі политехникумда профессор болды. Пруссия ҒА-на сайланғаннан кейін (1913) Берлинге көшіп келді (1914). Мұнда ол 1933 жылға дейін тұрды. 1933 жылдан өмірінің ақырына дейін Принстондағы (АҚШ) Іргелі зерттеулер институтының профессоры болып жұмыс істеді.

Ғылыми жұмыстың басы

Эйнштейннің ғылымдағы басты еңбегі – салыстырмалық теориясы. Бұл теорияның жасалуы нәтижесінде кеңістіктің, уақыттың және тартылыстың жаңа қасиеттері ашылды, олардың бір-бірімен байланыста болатындығы дәлелденді. Салыстырмалық теориясы жарық жылдамдығына жуық жылдамдықпен қозғалатын нысандар (негізінен элементар бөлшектер, ғарыштық сәулелер, т.б. ) мен күшті тартылыс өрісінде өтетін процестерді зерттеу үшін қолданылатын теор. негіз болды. Эйнштейн жарықтың кванттық теориясы, кездейсоқ процестер теориясы, магнетизм, т.б. салалар бойынша да маңызды жаңалықтар ашып, зерттеулер жүргізді. Эйнштейннің салыстырмалық теориясының тұжырымдарын сол кезде кейбір ғалымдар мойындамағанымен, қазіргі кезде ол – жалпы жұртшылық мойындаған ілімге айналды. Эйнштейн – көптеген ғылым академиялары мен ғыл. қоғамдардың мүшесі. Нобель сыйлығының иегері (1921). 1927 жылы КСРО ғылым академиясының құрметті мүшесі болып сайланды.

Альберт Эйнштейн айтқан сөздері

• “Дүниеде екі нәрсе шексіз: бірі — ғалам, екіншісі — адамның ақымақтығы. Бірақ біріншісіне күмәнім бар”
• “Фантазия білімнен маңыздырақ. Өйткені білімнің шегі бар”
• “Адамзат одан әрі өмір сүргісі келсе, онда, жаңа ойлар (түйсіктер) қажет”
• “Ақшаға сатып алуға болатын дүниелер өмірдің кереметтері емес”
• “Көру мен түсіну қуанышы — табиғаттың ең тамаша сыйы”

Мемориалдық тақталар

Аарауда

Прагада

Берлинеде

• Миланда

Мальтада

Эйнштейн мекен еткен жерлер

• Берн, Крамгассе көшесі (Kramgasse), 49 үй, 1903 - 1905 жылдар аралығында тұрған. Онда қазiр «Альберт Эйнштейнің үй-мұражайы» орналасқан.
• Цюрих, Муссонштрассе, 12 үй, 1909 - 1911 жылдар аралығында тұрған.
• Цюрих, Гофштрассе, 116 үй, 1912 - 1914 жылдар аралығында тұрған.
• Берлин, Виттельсбахерштрассе, 13 үй, 1914 - 1918 жылдар аралығында тұрған (1945 жылы, осы және жоғарыда аталған ғимараттар, ұлы отан соғысы кезінде жойылған).
• Берлин, Габерландштрассе, 5 үй, 1918 - 1933 жылдар аралығында тұрған.
• Принстон, Мерсер-стрит,112 үй, 1933 - 1955 жылдар аралығында тұрған.

Cыйлықтар

• Нью-Йорктың (1921) және Тель-Авивтың (1923) Құрметті азаматы атанды;
• Маттеуччи медалісі (1921);
• Немiс орденi «Еңбек сіңірген» (1923, Эйнштейн 1933 жылы бұл орденнен бас тартты);
• Копли медалі (1925), «салыстырмалыллық теориясы және кванттық теорияға сіңірген еңбегі үшін»;
• Алтын медаль (1926), Ұлыбритания Король астрономиялық қоғамы табыстаған;
• Макс Планк атындағы медалі(1929), Германия физика қоғамы (Deutsche Physikalische Gesellschaft);
• Жюль Жансанның жүлдесі(1931), Франциялық астрономиялық қоғам (Société astronomique de France);
• Франклин медалі (Benjamin Franklin Medal, 1935), Franklin Institute, Philadelphia.

Фильмография

• «Альберт Эйнштейн. Өмірдің немесе ажалдың формуласы» (ағылш. Einstein's Equation of Life and Death) — фильм, 2005 жылы BBC түсірген .
• «Эйнштейн және Эддингтон» (ағылш. Einstein and Eddington) — фильм, BBC және HBO бірігіп түсірген, режиссер: Филип Мартин. Эйнштейннің рөлін ойнаған: Энди Серкис.

Өмірінің соңы

Денсаулығы қатты нашарлаған Эйнштейн 1955 жылы 18-сәуірде 76 жасында АҚШ-тың Принстон қаласында көз жұмады. Көзжұмар алдын жазған хатында: ”Мен Жердегі тапсырмаларымды орындадым.” деген сөзді жазған. Принстон ауруханасында жатып, көз жұмар кезінде немісше бірдемелерді айтқан екен. Алайда, оның сөздерін американдық медбике ұқпаған. Альберт Эйнштейн — американдық Time журналының “Ғасыр адамы” атағына ие болған тұлға.^[1]

Отбасы

Милева Марич пен Эйнштейн 1896 жылы Цюрихте, Политехникумда бірге оқып жүрген кездерінде танысқан. Ол кезде Альберт 17, Милева 21 жаста еді. Эйнштейннің ата-анасы қарсы болғанына қарамастан, екеуі 1903 жылдың қаңтарында үйленген. Бұл суретте Эйнштейн екінші әйелі Эльзамен бірге тұр. 1917 жылы 38 жасында ойшыл ауырып қалады. Германияда соғыс жүріп жатқанда Альберт ой еңбегімен белсенді түрде айналысып, дұрыс тамақ ішпей, бауыр ауруына шалдығады. Сосын асқазан жарасы пайда болады. Ойшылға күтім көрсетуді анасы жағынан немере, әкесі жағынан шөбере әпкесі болып келетін Эльза Эйнштейн-Ловенталь өз мойнына алады. Ол өзінен үш жас үлкен, ажырасқан, екі қызы бар әйел еді. Альберт пен Эльза бала кезінен дос болып өскен, ал бұл жағдай екеуінің арасын одан әрі жақындатады. Өзінің атақты інісіне қамқорлық көрсете білген Эльза ғалым бірінші әйелі Милева Маричпен ажырасқан бойда оған тұрмысқа шығады. Ал Эльзаның екі қызын Альберт асырап алып, жақсы әке бола білген.

• Генеалогическое древо семьи Эйнштейн
• Герман Эйнштейн
• Паулина Эйнштейн (Кох)
• Майя Эйнштейн
• Милева Марич
• Эльза Эйнштейн
• Ганс Альберт Эйнштейн
• Эдуард Эйнштейн
• Лизерл Эйнштейн
• Бернард Сизер Эйнштейн
• Карл Эйнштейн

Қызықты деректер

1952 жылы Израиль президенті Хаима Вейзманна (Chaim Weizmann) қаза тауып, Израиль премьер-министрі Давид Бен-Гурион (David Ben-Gurion) Эйнштейнге Президент тағын ұсынған. Қазіргі күнге дейін Израиль Президентін Парламент дауыс беру арқылы таңдайды. Эйнштейн бұл ұсынысқа қуанышты екенін білдіре отырып: "Израиль мемлекетінің ұсынысына ерекше қуаныштымын, өкінішке орай, оны қабылдамауға міндеттімін", - деп жауап хат жазған екен. Сонымен қатар 1952 жылдың 14 наурызында Сейсс атты фотограф Эйнштейннен ойланып отырған түр көрсетуін (бір деректерде, камераға қарап жымиюын) өтінеді. Бұл сөзге Эйнштейн дәл осылай тілін шығарып жауап берген. Осы әрекетімен Альберт ғалымдардың тек ой түбіне тереңдеген ойшыл ғана емес, өмірге құштар қарапайым адамдар екенін де көрсеткісі келген. Сурет жария болғаннан кейін ғалым оның ең сәтті сурет екенін мойындаған. Қоғамда қалыптасқан ғалым бейнесі туралы стереотип ойшылды мезі етсе керек. Бұл суретті Эйнштейн өз достарына жаңажылдық құттықтау хаты ретінде жіберген. Барлығы 9 түпнұсқа сурет басылып, 2009 жылы оның біреуі 74 000 долларға сатылған екен.