高三物理第16单元：光电效应教案.doc

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1、第16单元：光电效应教学目的：1、了解光电效应产生的条件、特点和规律，及在科学技术上的应用。2、光子的量子性、光的光子说及其建立过程。会运用爱因斯坦光电方程解释光电效应现象。3、培养学生运用新的物理模型。分析研究微观粒子行为规律，从而对宏观实验加以解释的能力。教学过程：一、导入新课1、光电效应。光的电磁说，使光的理论发展到相当完美的地步，取得了巨大成就，但是并不能解释所有的光现象，光电效应现象的出现，光的电磁说遇到了不可克服的困难。演示光电效应实验：锌板被光照后，验电器带正电，说明从锌板表面上发射出电子在光（包括不可见光）照射下从物体发射出电子（光子）的现象叫做光

2、电效应。对光电效应的研究，得出如下结论（1）任何一种金属，都有一个极限频率，入射光频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大（线性关系）（3）入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的（t﹤10-9秒）（4）当入射光频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光强度成正比。这就是光电效应的规律。金属中的自由电子，由于受到晶格正离子的吸引，必须从外部获得足够能量才能从金属中逸出。按照波动理论，光的能量是由光的强度决定的，而光的强度又是由光波的振幅决定的，跟频率无关。因此无论光的频率如何，只要光的强度足够

3、大或照射时间足够长，都能使电子获得足够的能量产生光电效应。然而这跟实验结果是直接矛盾的，所以无法用经典的波动理论来解释光电效应。2、光子说1900年德国物理学家普朗克在研究“电磁场辐射的能量分布”时发现，只有认为电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行的，每一份的能量等于hr，理论计算的结果才能跟实验事实完全符合。普朗克恒量h=6.63×10-34焦耳．秒爱因斯坦在上述学说的启发下,于1905年提出光的光子说,在空间传播的光也不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量与频率成正比.E=hr光子说对光电效应的解释:当光子照射到金属上时,它的能

4、量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收能量足够大,能克服金属内部的引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子.根据能量守恒定律:mv2/2=hr-W(光电方程)mv2/2___光电子最大初动能W______金属的逸出功用心爱心专心3、光电管光电管是利用光电效应把光信号转化为电信号的器件构造原理：应用：自动化装置、有声电影、无线电传真和光纤通信技术中巩固练习：1、用可见光照射锌板，能否产生光电效应？2、用一红光照射铯材料，不产生光电效应，如果用一个凸透镜将红光聚焦到此金属上，并经历相当长时间，能否产生光电效应？为什么？3、有两束强度相同的光，以不同的入射角，分别入

5、射到两块相同的金属板上，在相同的时间内，从金属板逸出的电子数目是否相等？4、在图中，直线PQ表示光电子的最大初动能与入射光频率r的变化关（1）图中哪一个值可确定普朗克恒量h。（2）图中哪一个线段表示极限频率r0的值。（3）图中哪一个线段相当于金属的逸出功W。用心爱心专心