第一节光电效应 光子02

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1、范水高级中学物理教案（高二）　上课时间　　　　上课班级授课人　　　　　　2005年上学期第二十章量子论初步第一节光电效应教学目标1．应该掌握的知识方面．（1）光电效应现象具有哪些规律．（2）人们研究光电效应现象的目的性．（3）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．（1）观察用紫外线灯照射锌板的实验，分析现象产生的原因．（2）观察光电效应演示仪的实验过程，掌握分析现象所得到的结论．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．教学重点1．光电效应现象的基本规律、光子

2、说的基本思想和做好光电效应的演示实验教学难点（1）对光的强度的理解，（2）发生光电效应时，为什么光电子数只与入射光的强度成正比．（3）光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，而与入射光的强度无关。教学方法实验、阅读、讨论、归纳教学用具锌板、验电器、紫外线灯、白炽灯、丝绸、玻璃棒、光电效应演示仪．课时安排1课时教　　学　　步　　骤新课引入一、引入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．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

3、棒放在锌板附近，用紫外线灯照射锌板．（1）紫外线灯打开前后，验电器指针有什么变化？（2）这一现象说明了什么问题？结论：（1）光线照射金属表面，金属失去了电子导致验电器指针张开一角度．范水高级中学物理教案（高二）　上课时间　　　　上课班级授课人　　　　　　2005年上学期新课教学（2）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

4、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．改用很强的白炽灯照射，却不能发生光电效应．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？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ν0，只有ν≥ν0才能发生光电效应；②瞬时性（光电子的产生不超过10-9s）；③光电子的最大初动能与入射光的强度无关，而随着入射光的频率的增大而增大；④在单位时间里从极板射出的光电子数跟入射光的强度成正比。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，

5、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)波动理论解释不了光电子的最大初动能，只与光的频率有关而与光的强度无关．(3)波动理论还解释不了光电效应发生的时间之短．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hν，其中v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、=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ν成正比：E=hν5.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ν0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。范水高级中学物理教案（高二）　上课时间　　　　上课班级授课人　　　　　　2005年上学期新课教学（3）对光电子的最大

7、初动能与入射光的强度无关，而随着入射光的频率的增大而增大的解释：入射光频率不变时光的强度大是指每秒钟入射的光子频率一定，数目较多。由爱因斯坦光电效应方程可说明。爱因斯坦光电效应方程：Ek=hν-W（Ek是光电子的最大初动能；W是逸出功，即从金属表面直接飞出的光电子克服正电荷引力所做的功。）（4）对在单位时间里从极板射出的光电子数跟入射光的强度成正比的解释：入射光的强度大说明每秒钟入射的光子数多，故能使更多的电子吸收光子后逃逸出来成为光电子。6、总结：学习这一节要注意区分一些主要的概念：光的强度、光子的能量、金属的逸出功、光电子的最大初动能等

8、．入射光的强度（每秒发射的光子数）决定了每秒逸出的光电子数；入射光的频率是和光电子的最大初动能联系着的。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