高中物理17.2科学的转折；光的粒子性人教版选修3－5

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1、学科网普通高中课程标准实验教科书—物理（选修3－5）[人教版]学科网学科网第十七章波粒二象性学科网学科网新课标要求学科网1．内容标准学科网（1）了解微观世界中的量子化现象。比较宏观物体和微观粒子的能量变化特点。体会量子论的建立深化了人们对于物质世界的认识。学科网（2）通过实验了解光电效应。知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。学科网（3）了解康普顿效应。学科网（4）根据实验说明光的波粒二象性。知道光是一种概率波。学科网（5）知道实物粒子具有波动性。知道电子云。初步了解不确定性关系。学科网（6）通过典型事例了解人类直接经验的局限性。体会人类对世界的探究是不断深入的。学科网例1通过电子衍射

2、实验，初步了解微观粒子的波粒二象性，体会人类对于物质世界认识的不断深入。学科网2．活动建议学科网阅读有关微观世界的科普读物，写出读书体会。学科网新课程学习学科网17．2科学的转折：光的粒子性学科网★新课标要求学科网（一）知识与技能学科网1．通过实验了解光电效应的实验规律。学科网2．知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。学科网3．了解康普顿效应，了解光子的动量学科网（二）过程与方法学科网经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。学科网（三）情感、态度与价值观学科网领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验

3、探索自然规律的艰辛与喜悦。学科网★教学重点学科网光电效应的实验规律学科网★教学难点学科网爱因斯坦光电效应方程以及意义学科网★教学方法学科网教师启发、引导，学生讨论、交流。学科网★教学用具：学科网投影片，多媒体辅助教学设备学科网★课时安排学科网2课时学科网★教学过程学科网（一）引入新课学科网提问：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？（多媒体投影，见课件。）学科网学生回顾、思考，并回答。学科网教师倾听、点评。学科网光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而，出人意料的是，正当人们以为

4、光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。学科网（二）进行新课学科网1．光电效应学科网教师：实验演示。（课件辅助讲述）学科网用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电器张角增大到约为30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。学科网学生：认真观察实验。学科网教师提问：上述实验说明了什么？学科网学生：表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。学科网概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。发射出

5、来的电子叫做光电子。学科网2．光电效应的实验规律学科网（1）光电效应实验学科网如图所示，光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出----光电子。学科网光电子在电场作用下形成光电流。学科网概念：遏止电压学科网将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。学科网当K、A间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值Uc时，光电流恰为0。Uc称遏止电压。根据动能12定理，有mevceUc学科网2（2）光电效应实验规律①光电流与光强的关系饱和光电流强度与入射光强度成正比。学科网②截止频率νc----极限频率学科网对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc。学科

6、网当入射光频率ν>νc时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率ν<νc时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。③光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s。3．光电效应解释中的疑难学科网经典理论无法解释光电效应的实验结果。经典理论认为，按照经典电磁理论，入射光的光强越大，光波的电场强度的振幅也越大，作用在金属中电子上的力也就越大，光电子逸出的能量也应该越大。也就是说，光电子的能量应该随着光强度的增加而增大，不应该与入射光的频率有关，更不应该有什么截止频率。学科网光电效应实验表明：饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率，即

7、使光强很弱也有光电流；频率低于极限频率时，无论光强再大也没有光电流。光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。学科网为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。4．爱因斯坦的光量子假设（1）内容光不仅在发射和吸收时以能量为hν的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。也就是说，频率为ν的光是由大量能量为E=hν的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速c运动。学科网（2）爱因斯坦光电效