光电效应 光子 教案示例-免费阅读

光电效应 光子 示例-免费阅读 光电效应 光子?教案示例 教学目的 1(理解光电效应中极限频率的概念( 2(知道光电效应与光的电磁理论的矛盾(初步理解光子说及对光电效应的解释( 3(理解爱因斯坦光电效应方程并会用来解决简单问题( 教 具 验电器，锌板，弧光灯，丝绸，玻璃棒，电源，导线等( 教学过程 引入新课 出具一块绝缘金属板(锌板)( 师问:通过什么方式可以使其带上电,为了能够检验金属板是否带上电，再将其与验电器连接( 生:与起电机相连，使其带电( 用带电物体与其接触，使其带电( 将一带电体靠近金属板，使其感应起电( …… 师问:是否还有其他,请看下面实验( 演示:用弧光灯照射锌板，观察到验电器指针张开( 思考:此时金属板带何种电荷,如何检验,并叙述结论( 结论:用光照的方法也可以使物体带电(用丝绸摩擦过的玻璃棒与金属板接触，验电器张角增大，金 属板缺少了电子(有电子逸出)(我们把这种现象叫做光电效应( 【板】第一节 光电效应 光子 1(光电效应:在光的照射下物体发射电子的现象，叫做光电效应(发射出来的电子叫光电子( 猜想:具备哪些条件才可能发生光电效应,理由是什么, 学生:与光的强度有关，理由…… 与光的颜色有关，理由…… 与照射时间有关，理由…… 与被照射的材料有关，理由…… …… 验证性实验: (1)用同一频率的光分别照射不同金属，有些金属发生光电效应，有些金属则不发生，如:××××××(以 课前准备为例)( (2)对同一金属采用不同频率的光照射，随着频率的提高(波长变短)，原本不发生光电效应的金属，在某一 频率光照射下，开始发生光电效应，如:××××××(以课前准备为例)( (3)在能够发生光电效应的前提下，尽管光很弱，但只要能够照射到金属板上，就立即会发生光电效应，几 乎不需要时间的积累( 【板书】光电效应的发生与否，与光的强弱无关，与照射时间的长短无关;只与光的频率、金属材料的种 类有关( 能使某种金属发生光电效应的最小频率(最大波长)，叫做该种金属的极限频率(极限波长)( 任何一种金属都有发生光电效应的极限频率和极限波长( 【板书】2(与波动理论的矛盾( 按照波动理论的观点，光是电磁波，当它照射到金属上时，金属中的电子会由于变化着的电场的作用而振动(不论频率怎样，只要照射时间足够长，金属中电子的能量总会积累到足以脱离金属的程度，从而发生光电效应(但上述实验说明事实并非如此( 造成上述矛盾的症结在哪里, 爱因斯坦在普朗克量子理论的启发下，于1905年提出了光子说( 【板书】3(光了说:在空间传播的光是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光量子，简称光子，光子的能量E与频率v成正比( E=hv 其中:h=6.63×10-34J?s叫做普朗克常量 【板书】4(光子说对光电效应的解释( 光子照射到金属上时，光子一次只能将其全部能量传递给一个电子，一个电子一次只能获取一个光子的能量，它们之间存在着一对一的关系(电子吸收光子后，能量增加，如果能量足够大，就能摆脱金属中正电荷对其的束缚，从金属面逸出，成为光电子(如果光子的能量较小(频率较低)，电子吸收光子后的能量不足以克服金属中正电荷对其的束缚，则立即会将其转化为系统的内能，而不能从金属中逸出(这就是入射光的频率较低时，尽管照射时间足够长，也不能发生光电效应的原因( 每一种金属，正电荷对电子的束缚能力都不同，因此，电子逸出所需做的最小功也不一样(光子频率小于该频率，无论如何都不会发生光电效应，这就是每一种金属都存在极限频率的原因( 金属中的电子对于光子的吸收是十分迅速的，电子一次性获得的能量足够时，逸出也是十分迅速的，这就是光电效应具有瞬时效应的原因( 【板书】5(爱因斯坦光电效应方程( 在上述解释中，电子从金属中逸出所需做的最小功，叫做该金属的逸出功((板书) 如果光子的能量大于金属的逸出功，位于金属表面的电子吸收光子从金属表面逸出后，多余的能量将表现为光电子具有的动能(此时对应的动能最大，若电子位于金属内部，逸出后动能将小于该值)(其关系式可表示为: Ek=hv,W 其中为光电子的最大动能;为光子能量;为金属的逸出EhvWk 功((板书) [例题]教材第45页例题(略)( 巩固练习 1(教材第46页练习一第(1)、(4)题( 2(入射光射到金属表面上发生光电效应，若使入射光的强度减弱而频率不变，那么 [ ] A(光照射到金属表面上到发生光电效应之间的时间间隔将明显增加 B(逸出的光电子的最大初动能将减小 C(一定会发生光电效应 D(有可能不发生光电效应 3(在演示光电效应的实验中，把某金属板连在一验电器上，第一次用弧光灯照射，验电器张开一定角度(第二次在弧光灯和金属板间插入一块普通玻璃，再用弧光灯照射，验电器指针不张开(已知弧光灯中含有红外线、可见光、紫外线等成分(则上述实验可以断定，使金属板发生光电效应的是弧光灯中的________成分( 作业 1(练习一第(2)、(3)、(5)题( 2(阅读材料:《热辐射和普朗克的量子说》( 说明 1(本节介绍的概念中要注意光子与光电子的区别(光子是一份能量，光电子是实物粒子( 2(注意向学生说明能发生光电效应的光可以是可见光，也包括不可见光( 3(本教材对光电效应的几项结果各有不同要求，这点和过去的教材不一样，要引起注意(另外现行教材不提光电流及其影响因素，若学生提出该问题，可让学生作为课外研究课题通过实验或查阅资料加以解决(