第一节光电效应 光子05

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1、2021-7-8第二十一章量子论初步李元桥第一节光电效应光子（1）一、教学目标1．应该掌握的知识方面．(1)光电效应现象具有哪些规律．(2)爱因斯坦的光子说对光电效应现象的解释．2．培养学生分析实验现象，推理和判断的能力方面．观察用紫外线灯照射锌板的实验，分析现象产生的原因．3．结合物理学发展史使学生了解到科学理论的建立过程，渗透科学研究方法的教育．二、重点、难点分析1．光电效应现象的基本规律、光子说的基本思想和做好光电效应的演示实验是本节课的重点．2．难点是对光的强度的理解．爱因斯坦的光子说对光电效应现象的解释。三、教具 锌板、验电器、紫外线灯、丝绸、玻璃棒、白炽灯．四、教学过程(一)新课

2、的引入简介本章前沿]光的波动理论学说虽然取得了很大的成功，但并未达到十分完美的程度．光的有些现象波动说遇到了很大的困难，请观察光电效应现象．(二)教学过程的设计先提出问题：ａ、为什么要擦亮锌板表面？睢宁县李集中学d2004---2005届高三年级2021-7-8第二十一章量子论初步李元桥ｂ、紫外线灯打开后，锌板哪个表面有电子逸出？ｃ、验电器指针有什么变化？验电器带什么电？这一现象说明了什么问题？ｄ、光电效应现象与光的电磁学说有何冲突？1．演示实验．将锌板与验电器用导线连接，用细砂纸打磨锌板表面．把丝绸摩擦过的玻璃棒放在锌板附近，用紫外线灯照射锌板．引导学生观察时结合问题分析并得出结论：光线照

3、射金属表面，金属失去了电子导致验电器指针张开一角度．明确指出光电效应是光照射金属表面，使物体发射电子的现象．照射的光可以是可见光，也可以是不可见光．发射出的电子叫光电子．说明：这个实验如果按照课本上的装置进行效果很不理想，因为紫外线照射锌板飞出电子时锌板带正电，在锌板附近形成电场又将电子吸附回去．锌板电势升到很小的值就使逸出和返回的电子达到动态平衡，很难使验电器指针明显地张开．2．进一步研究光电效应．以上实验改用很强的白炽灯照射，却不能发生光电效应．向学生提出问题：光电效应的发生一定是有条件的，存在着一定规律．有什么规律呢？指出进一步的研究发现，光电效应具有以下规律：①各种金属都存在极限频率

4、υ0，只有υ≥υ0才能发生光电效应；②瞬时性（光电子的产生不超过10-9s）；3．波动理论解释不了光电效应.(1)波动理论解释不了极限频率，认为光的强度由光波的振幅决定，跟频率无关，只要入射光足够强，就应该能发生光电效应．但事实并非如此．(2)波动理论还解释不了光电效应发生的时间之短．看书结合提出问题思考：a、光子说的理论基础是什么？b、光子说的内容；光子与光电子。睢宁县李集中学d2004---2005届高三年级2021-7-8第二十一章量子论初步李元桥a、光子说与光的电磁说的异同：b、如何用光子说解释光电效应。4．介绍爱因斯坦的光子说．（1）介绍普朗克的量子化观点。1900年，德国物理学家

5、普朗克（1858-1947）在研究物体热辐射的规律时发现，只有认为电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份的，理论计算的结果才能跟实验事实相符。这样的一份能量叫做能量子。普朗克还认为，每一份能量等于hυ，其中υ是辐射电磁波的频率，h是一个常量，叫做普朗克常量。实验测得：h=6.63×10-34J·S（2）爱因斯坦的光子说：光是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子，光子的能量E跟光的频率υ成正比：E=hυ5.光子说能很好地解释光电效应.（1）对各种金属都存在极限频率υ0的解释：不同金属内正电荷对电子的束缚程度不同，因此电子逃逸出来所做的功也不一样，只有能量E大于使电子逃逸出来所需功的最

6、小值W逸的光子，才能使金属逸出光电子。（2）对光电效应瞬时性的解释：金属中的电子对光子的吸收是十分迅速的。（三）练习通过课后习题巩固知识。小结：人类对于自然现象的认识是螺旋式上升的，科学理论是在不断发现新的现象、探索新的规律中发展和完善的．（四）作业布置：（1）计算波长是0.122µm的紫外线的光子的能量。睢宁县李集中学d2004---2005届高三年级2021-7-8第二十一章量子论初步李元桥（2）能量是2.0×10-12J的光子,波长是多少?睢宁县李集中学d2004---2005届高三年级