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《光电效应》的教学困扰与尝试

《光电效应》的教学困扰与尝试

《光电效应》的教学困扰与尝试作者:朱加沐来源:《中学物理·高中》2014年第01期今年选考内容我校选择了选修3-3和3-5组合,其中的“光电效应”历年以来一直是教学难点与考试必考点之一.这部分的教材编写思路是,光电效应实验规律研究,经典的电磁理论解释遇到疑难,光子说解释,数学推理,事实验证.在这一科学探究的过程中,提出问题,猜想,分析验证等要素十分突出.但教学时,感觉到有点乱,不容易讲清楚.按照教材的教学设计试教后的反馈表明,要想达到既定的教学要求较为困难,学生的思维很难对光有个飞跃的认识.虽然高考对这部分内容的考查已经弱化为一级要求,只要对一些现象运用规律进行解释和简单的应用计算.尽管如此,作为教学来说值得把存在的问题思考如下.1知识的过渡衔接上教材中涉及到了黄光、蓝光、紫外线等色光,由于没有选修3-4中光的电磁理论作铺垫,学生没有光是一种电磁波的概念,光的颜色对应到物理量上来是频率不同,光的强弱对应着的是单位面积上单位时间内的光子的数量,对应着光的能量、光的振幅以及经典理论认为的能量具有连续性和积累效应等.此外,原子内部结构、加速电场等模型的遗忘,也增加了学生理解这的难度.2教具的合理取舍上研究光电效应规律的实验装置,由于实验室没有完好的器材,因此准备用flash课件辅助模拟,但考虑到学生直接经验的缺失,会对实验真实性的质疑,改用了ppt课件结合网上下载的视频,由于实验视频清晰度不高,加上视频的顺序维度的不可改变性,学生想要探究总结得出实验规律的可能性几乎为零,黑板上最终板书展示的规律,全部是在教师的提示中获得的,这样的研究应该说是一种伪探究,与新课程的理念格格不入,学生的科学素养、能力也无从提高.3教学的顺序设计上按照教材的顺序,先讲光电效应的实验规律,再讲经典电磁理论解释中的疑难,最后引出爱因斯坦的光子说解释现象.思路是很清晰,但在讲解实验规律时,学生却一片茫然.因为这不符合学生的认知规律.4规律的提炼处理上课上学生很忙,一方面要看视频,另一方面还要不断地附和着老师指出的存在现象.学生很是被动,没有参与到教学活动中来,更没有独立思考、合作探究的余地,完全被老师牵着鼻子走,也违背了课堂上学生主体地位的原则.5规律的悖论解释上对光电效应实验的现象规律,如何解释,从传统的电磁理论角度解释存在的问题,爱因斯坦引入光子说如何解释说明,这个过程其实是个有机的统一,但教材呈现时显得有点乱,导致教法单一,课堂气氛沉闷,学生无法自主分析得到,无从体会到辩证思想的奥妙,导致了抽象依然很抽象.6针对以上问题,对本节内容的教学过程作以下处理(1)补充介绍电磁波谱中色光按波长的分布图,关于波的振幅越大,强度越大,能量越大,通过随堂演示小实验获得;在光子说解释时改变色光的强弱时,结合调档式手电筒,给出光强的定义,对应着同种色光的光子数;涉及原子内部结构,先引导学生分析提出逸出功的概念.(2)光电效应的演示实验对本节内容的教学意义重大,是本节的“根”,是激发学生想象力的关键. 此外还可以做到合理安排实验进程,随时收集信息、及时调整方向.临时先借了两组具体的实验器材,教材图17.2-1和图17.2-2,便于现象易于观察,把锌板换成光电管并改用可见光操作.图17.2-1演示时可以得出光电效应的现象,还可以得出发生光电效应的条件:ν>νc.(3)从学生已有的认知出发,主动猜测实验结论并对比实验结果而激发内心的矛盾,进而产生探究和解决问题的强烈欲望,这样也使得实验观察不至于枯燥,学生能够积极主动的参与到教学活动中来,也符合探究的一般思路.例如,涉及反向遏止电压时,在黑板上画光电效应演示仪的电路示意图,建立反向电场线模型,对光电子进行受力分析,提出增大电流的方案,提问引起动能变化的原因,学生容易获得eUc=mv20/2,频率ν越大,遏止电压Uc越大,最大初动能Ek越大,进一步再猜想引起的可能原因.(4)就实验规律而言,不仅存在饱和光电流Im,反向遏止电压Uc,截止频率νc,具有瞬时性等现象,而且还涉及到不同颜色的色光、不同强度的光,可变因素较多.依照控制变量法的思想进行探究设计如下表1,设定教学目标从而降低了学习难度.总结光电效应实验的四点规律后,再采用flash的辅助模拟加以升华. 最后引导学生观察分析教材图17.2-3的光电流I与电压U关系图;阅读教材中的几种金属的极限频率表,加深对极限频率的认识.。

高中物理_光电效应教学设计学情分析教材分析课后反思

高中物理_光电效应教学设计学情分析教材分析课后反思

【教学设计】光电效应_物理_高中_1、引入:幻灯片展示光电效应的三个诺贝尔物理学奖项。

(得主照片与简介)光电效应最先由赫兹发现,他的学生勒纳德对光电效应的研究卓有成效并获1905年诺贝尔物理学奖,爱因斯坦提出光子说从理论上成功解决光电效应面临的难题并因此获1921年诺贝尔物理学奖,美国物理学家密立根通过精确实验验证了爱因斯坦理论,并获1923年诺贝尔物理学奖。

光电效应的科学之光经众多物理学奖前赴后继,三十年努力求索,在物理学史上成为绚丽夺目的篇章……(通过展示光电效应的三个物理学奖项引起学生对光电效应一探究竟的学习动机)(2’)2、视频演示实验:X光照射锌板演示光电效应现象。

观察现象,通过阶梯形、逻辑性提问引发思考。

提问如下:①:这个是什么仪器?(指着验电器问)②:这个仪器有什么用?③:现在验电器金属箔张开说明了什么?④:那么验电器为什么带电呢?与之前弧光灯不照射金属箔不张开对比,引导学生分析出正是因为弧光灯的照射,锌板发射出电子自身带上了正电。

(此处可设问这种现象与静电感应有何区别?)引导学生用自己的话描述光电效应现象,从而引出光电效应概念:物体在光的照射下发射电子的现象叫光电效应,发射出来的电子叫光电子。

(学生将了解并可以识别光电效应)光电效应是一个奇特的现象,有很多科学家对这个现象进行了研究,包括上面三位诺贝尔物理学奖得主,那么,如果是你,你会怎么去探究光电效应的规律呢?(5’)提问:我们从初中开始以及高中三年学过的实验探究的方法有哪些?(控制变量法,对比试验,转化法等)引导学生分析,要探究光电效应,首先需要让光电效应再生,也就是需要光电效应的发生装置(比如上述弧光灯照射锌板就是一个发生装置,但要定量探究还须改进)——>光电效应现象看不到摸不着,必须转化为可测量的量去研究它(转化法)——>光电效应既然有电子发射出来,那么可以从电子的角度去研究,与电子有关的量有什么呢,比如电流,如果要研究电流,就必须要有一个电路。

高中物理_光电效应教学设计学情分析教材分析课后反思

高中物理_光电效应教学设计学情分析教材分析课后反思

《光电效应》教学设计教学目标知道什么是光电效应,通过实验了解光电效应实验现象。

理解光电效应中极限频率的概念及其与光的电磁理论的矛盾。

知道光电效应的瞬时性及其与光的电磁理论的矛盾.。

理解光子说及其对光电效应的解释。

理解爱因斯坦光电效应方程并会用来解决简单问题。

教学重点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。

教学难点对光电效应现象和规律的解释。

教学用具锌板、验电器、紫外线灯、日光灯、毛皮、玻璃棒、光电效应演示仪.教学过程一.新课的引入播放微视频,介绍物理学史上对光的波动性与粒子性之争。

二.教学过程的设计1.光电效应现象教师活动:用细砂纸打磨锌板表面,将锌板与验电器连接。

把毛皮摩擦过的橡胶棒与锌板接触,使锌板和验电器带上负电。

用日光灯去照射锌板,请学生观察验电器指针偏转情况。

用紫外线灯管去照射锌板,请学生观察验电器指针偏转情况。

学生活动:观察实验现象,在老师引导下思考出现这些现象的原因。

结论:由于紫外线灯管照射锌板,使原本带负电的验电器指针偏转夹角迅速减小,说明锌板迅速逸出电子。

这种由于光的照射而使金属逸出电子的现象叫做光电效应现象。

2.光电效应规律。

(1)存在极限频率教师活动:引导学生思考刚才的演示实验,比较日光灯与紫外线的区别,思考其中的规律。

学生活动:回想刚才观察到的实验现象,思考日光灯与紫外线的区别,总结其中的规律。

结论:任何一种金属,都存在极限频率。

(2)光越强,单位时间内逸出的光电子数越多。

教师活动:介绍光电管构造,原理,介绍光电效应演示仪中的电路。

需要让学生明白,电流表指针偏转,表示发生光电效应;电流表指针偏转越大,表示光电流越大,即单位时间内逸出的光电子数越多。

介绍完毕后用光电效应演示仪演示光强对光电效应的影响。

学生活动:认真听讲,观察实验现象,总结规律。

结论:光越强,单位时间内逸出的光电子数越多。

(3)光电效应产生的瞬时性。

教师活动:演示实验。

高中物理《光电效应》教学反思

高中物理《光电效应》教学反思

高中物理《光电效应》教学反思高中物理设置光电效应一节,主要目的不是让学生获知或者认识光电效应这一现象,而是让学生体验——解释物理现象的过程中推动了物理理论的发展,而且理论发展的关键是观念的更新——自然学科的发展规律。

本节学习的始点是了解光电效应这一现象及其特定实验中的实验规律;问题的归宿是新旧观念对光电效应的解释对比,从而进一步论证新观念的广泛性。

实际上,由于学生对电磁理论基本知识并不熟悉,我自己也认为本节教学难以展开,在讲授中,我先给同学们讲述了关于爱因斯坦的光量子假设并提出问题情景,让同学们用光量子假设尝试解释光电效应实验结果;第二课时里,通过设问法提出问题让学生思考讨论,对比分析出经典理论解释光电效应实验规律中遇到了困难。

克服这一教学困难的方法有二:第一,充分地引导学生理解"饱和电流"、"遏止电压"和"截止频率"的内涵和外延,而不是单纯的接受,于理解中享受思考的快乐;第二,尽量使用形象化的语言阐述,化"枯燥无味"为"幽默风趣",例如讲解"饱和电流"以饮食为比喻,尽管朋友买了11个包子,但你只能吃下10个,再吃就要吐了,那么十个包子就是你的饱和量。

"饱和"一词实际上学生容易理解,上面利用夸张手法再解释主要是活跃课堂气氛,使同学们持续保持兴奋状态。

"连续性"、"量子化"、电子逃逸金属表面所需的能量以及逃逸出来的能量等概念都比较抽象,也需要进一步形象化解释。

光电效应一节,新概念多且抽象、概念之间的关系紧密又复杂,又要引导同学们以新旧两种观念分析同一问题,在比较中体验新观念的意义,理解物理理论的发展规律、领会自然科学的发展观。

在客观上就加大了本节课的授课难度。

期待自己每一轮教学都能比上一轮更精彩、更富有艺术。

光电检测教案模板及反思

光电检测教案模板及反思

教学对象:高中一年级教学目标:1. 知识目标:使学生了解光电检测的基本原理、应用领域和发展趋势。

2. 能力目标:培养学生运用光电检测技术解决实际问题的能力。

3. 情感目标:激发学生对光电检测技术的兴趣,培养学生的创新意识和团队协作精神。

教学重点:1. 光电检测的基本原理2. 光电检测器的种类及其应用3. 光电检测系统的组成及工作原理教学难点:1. 光电检测器的工作原理2. 光电检测系统的设计与应用教学过程:一、导入1. 提问:同学们,你们知道什么是光电检测技术吗?它在我们的生活中有哪些应用?2. 学生回答,教师总结并引入新课。

二、新课讲解1. 光电检测的基本原理- 讲解光电效应、光电转换原理- 结合实例,说明光电检测技术的应用领域2. 光电检测器的种类及其应用- 介绍光电检测器的种类,如光电二极管、光电三极管、光电倍增管等- 分析各类光电检测器的特点及适用范围3. 光电检测系统的组成及工作原理- 讲解光电检测系统的基本组成,如光源、光电检测器、信号处理器等- 分析光电检测系统的工作原理,说明各部分之间的联系三、课堂练习1. 让学生根据所学知识,设计一个简单的光电检测系统2. 学生分组讨论,教师巡视指导四、课堂小结1. 总结本节课所学内容,强调重点和难点2. 布置课后作业,要求学生查阅资料,了解光电检测技术的最新发展动态五、课后反思本节课教学效果较好,以下是反思:1. 教学内容丰富,结合实例讲解,使学生更容易理解光电检测技术的原理和应用。

2. 课堂练习环节,学生积极参与,提高了课堂氛围。

3. 教学过程中,注重培养学生的创新意识和团队协作精神,通过小组讨论,让学生在实践中学习。

4. 课后作业要求学生查阅资料,了解光电检测技术的最新发展动态,有助于拓宽学生的知识面。

不足之处:1. 部分学生对光电检测技术的原理理解不够深入,需要加强课后辅导。

2. 课堂练习环节,部分学生完成度不高,需要加强课堂管理,确保每个学生都能参与其中。

光电效应的教学设计和反思

光电效应的教学设计和反思

光电效应的教学设计和反思引言光电效应是物理学中的一个重要现象,它的研究对于理解光与物质相互作用的基本原理具有重要意义。

在高中物理教学中,光电效应一直是一个难以理解和掌握的内容。

本文旨在探讨光电效应的教学设计和反思,通过合理的教学设计和反思,提高学生对光电效应的理解和掌握能力。

一、教学设计1. 教学目标在教学过程中,应明确教学目标。

光电效应的教学目标主要包括以下几个方面:(1)了解光电效应的基本概念和定义。

(2)掌握光电效应的实验方法和步骤。

(3)理解光电效应的机制和原理。

(4)能够运用光电效应的知识解决实际问题。

2. 教学内容和方法(1)教学内容:①光电效应的概念和定义;②光电效应的实验方法和步骤;③光电效应的机制和原理;④光电效应在实际生活中的应用。

(2)教学方法:①启发式教学法:通过引导学生观察、实验和思考,帮助他们主动探索和发现光电效应的规律和规律。

②实验教学法:通过开展相关的实验活动,让学生亲自操作和观察,提高他们对光电效应的认识。

③讨论教学法:组织学生进行小组讨论或全班讨论,促进思维碰撞和交流,培养学生的合作意识和创新思维能力。

④归纳总结法:在教学过程中,及时归纳和总结已学内容,帮助学生加深记忆和理解。

3. 教学过程(1)导入阶段:通过讲解一些与光电效应相关的现象或问题,引起学生的兴趣,并激发他们的探索欲望。

比如,可以提问:为什么在某些材料上照射光线会产生电流?(2)实验探究阶段:组织学生进行光电效应实验,让他们亲自操作并观察现象。

可以使用光电效应实验装置,通过改变光源强度、光源频率或光源材料等因素,观察其对光电效应的影响。

(3)概念讲解阶段:通过讲解和示例,帮助学生理解光电效应的基本概念和定义。

可以结合粒子模型和波动模型来进行说明,让学生对光电效应的本质有更深刻的理解。

(4)机制和原理阶段:通过讲解光电效应的机制和原理,引导学生深入探究和思考。

可以结合经典物理理论,解释光电效应发生的原因和光子的能量与频率之间的关系。

《光电效应》 说课稿

《光电效应》 说课稿

《光电效应》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是“光电效应”。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析“光电效应”是高中物理选修 3-5 中的重要内容,它揭示了光的粒子性,为量子力学的发展奠定了基础。

这部分知识不仅在物理学的发展史上具有重要意义,而且在现代科技中也有广泛的应用,如光电传感器、太阳能电池等。

在教材的编排上,先介绍了光电效应的实验现象,然后通过分析实验数据得出光电效应的规律,最后引入爱因斯坦的光子说解释光电效应,使学生逐步深入地理解光电效应的本质。

二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了光的波动性、能量守恒定律等相关知识,具备了一定的分析和解决问题的能力。

但是,光电效应涉及到微观领域的概念,对于学生来说比较抽象,理解起来可能会有一定的困难。

此外,学生在实验操作和数据处理方面的能力还有待提高,需要在教学过程中加强引导和训练。

三、教学目标1、知识与技能目标(1)了解光电效应的实验现象。

(2)理解光电效应的规律,如存在截止频率、光电流与光强的关系等。

(3)知道爱因斯坦的光子说,能用其解释光电效应。

2、过程与方法目标(1)通过观察实验现象,培养学生的观察能力和发现问题的能力。

(2)通过对实验数据的分析和处理,培养学生的逻辑思维能力和数据处理能力。

(3)通过对光电效应的理论解释,培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

3、情感态度与价值观目标(1)让学生体验科学探究的过程,培养学生实事求是的科学态度和勇于创新的科学精神。

(2)使学生认识到科学理论的建立是一个不断发展和完善的过程,激发学生对科学的热爱和追求。

四、教学重难点1、教学重点(1)光电效应的实验现象和规律。

(2)爱因斯坦的光子说及其对光电效应的解释。

2、教学难点(1)理解光的粒子性。

(2)运用爱因斯坦的光子说解释光电效应。

五、教学方法为了突破教学重难点,实现教学目标,我将采用以下教学方法:1、实验探究法通过演示光电效应实验,让学生直观地观察实验现象,激发学生的学习兴趣和探究欲望。

光电效应课堂教学的深入思考

光电效应课堂教学的深入思考

《光电效应》课堂教学的深入思考郭亚锋( 浙江省象山中学 浙江 宁波 315700)光电效应这一节课中,对于某一种确定的金属,如果入射光的频率大于极限频率c γ且大小保持不变时,饱和电流的大小和光照强度成正比.这个规律刚好反映光子的粒子性,因为光照强度与光子数目成正比,光照强度增加光子数目也相应的增加,单位时间内从阴极板溢出的电子数目增加,所以饱和电流也增大。

光照强度不变时饱和电流和入射光的频率γ又有怎样的关系呢?笔者在教学过程中大多数学生认为是频率增大,饱和电流也增大,也有少数同学给出自己的理论推导认为,频率增大饱和电流变小.那么,到底光照强度不变时,饱和电流和频率之间有怎样的关系呢?笔者查阅了大量的文献和不同的课本,他们有不同的说法,笔者认为这些说法都不是很完善,甚至有误导作用。

所以,此结论做深入的分析如下。

观点1:光强一定时,饱和电流随入射光频率的增大而减小学生自己分析的依据是:光电效应实验中的饱和电流大小:I ne = (1)e 为元电荷量,n 为单位时间从金属表面溢出的光子数。

光强是单位面积接收到可见光能流密度。

/E Nh At υ= (2) E 是光照强度,N 是单位面积接受到的光子数,υ是光子频率,A 是照射区域面积。

当光子的频率增大时,每个光子的能量增大,光强一定单位面积照射的总能量不变,照射到单位面积的光子数减少,所以可以吸收到光子的电子数量减少,相应的金属表面可以溢出的光子数减少,饱和电流会减少。

甚至学生还自己还收集到这样的结果在某些教材和课后习题【1】中呈现出来。

例题1,以一定频率的单色光照射在某种金属上,测出其光电流的曲线如图中实线所示,然后在光强不变的条件下增大照射光的频率。

测出其光电流的曲线如图中虚线所示。

按此理论满足题意的图是:d 选项例题2.关于光电效应,下列说法中正确的是( ) A .光电子的最大初动能随着入射光的强度增大而增大B .只要入射光的强度足够强,照射时间足够长,就一定能产生光电效应C .在光电效应中,饱和电流的大小与入射光的频率无关D.任何一种金属都有一个极限频率,低于这个频率的光不能使它发生光电效应答案:D参考答案解析:由光电效应的实验规律可知,选项D 正确;由光电效应方程可以推出光电子的最大初动能应随着入射光频率的增大而增大,选项A 错误;饱和光电流的大小与光强有关,入射光频率一定时,饱和光电流大小与光强成正比,若是光强一定,入射光的频率越高,则光子数就少,饱和光电流就小了,所以选项C 错误;能否发生光电效应,与照射的时间长短及入射光的强度无关,选项B 错误分析高中试题和大学的教材不难看出大多数教师和学生都能接受这个观点。

光电效应实验的心得体会(精选19篇)

光电效应实验的心得体会(精选19篇)

光电效应实验的心得体会(精选19篇)(经典版)编制人:__________________审核人:__________________审批人:__________________编制单位:__________________编制时间:____年____月____日序言下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。

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《第四章 2 光电效应》教学设计教学反思-2023-2024学年高中物理人教版2019选择性必修第三

《第四章 2 光电效应》教学设计教学反思-2023-2024学年高中物理人教版2019选择性必修第三

《光电效应》教学设计方案(第一课时)一、教学目标1. 理解光电效应的基本观点。

2. 掌握光电效应的规律和影响因素。

3. 能够运用光电效应知识解决相关问题。

二、教学重难点1. 教学重点:光电效应的基本观点和规律。

2. 教学难点:理解影响光电效应的因素,包括光的强度、频率和物质特性等。

三、教学准备1. 准备相关教学视频和图片,以帮助学生直观理解光电效应。

2. 准备实验器械,包括光源、光电池、电压表、电流表等,以便进行实验演示和探究。

3. 准备适当数量的习题,以检验学生对光电效应知识的掌握情况。

四、教学过程:本节内容分为三个部分:光电效应现象的发现、光电效应方程的建立和光电效应的应用。

(一)导入新课通过展示光电效应实验装置(用投影仪展示实物图),向学生介绍实验原理,提出一系列问题,激发学生兴趣,引导他们进入学习状态。

问题如下:1. 开关S闭合前,用光源照射光电管的光电子是否会逸出?2. 当开关S闭合后,逐渐增强光源强度时,逸出的光电子数目如何变化?3. 当光源改用紫外线或X射线照射时,光电子数目是否会有较大变化?教师总结:当光源强度增强时,光电流强度也增大;而紫外线、X射线等短波长的光子容易使原子电离,光电子数目较多。

由此提出一个重要的物理现象——光电效应。

(二)讲授新课1. 光电效应现象教师引导学生回顾光电效应实验,并进一步提出问题:在什么条件下,光电效应现象才会表现出来?能否用已有知识诠释光电效应现象?学生讨论后回答。

教师总结:只有光子能量大于或等于金属表面约束能时,才能克服金属表面约束力,使电子逸出金属表面。

2. 光电效应方程的建立教师介绍爱因斯坦光电效应定律,并引导学生推导出光电子最大初动能与入射光频率、金属材料的干系。

教师进一步提问:光电子的最大初动能与入射光的强度有何关系?为什么?引导学生得出结论:在入射光的强度一守时,单位时间内通过某一横截面的光子数一定,因此单位时间内逸出的光电子数一定。

对“光电效应和普朗克常量的测定”这一实验的总结

对“光电效应和普朗克常量的测定”这一实验的总结

光电效应光电效应当光束照射到某些金属表面上时, 会有电子从金属表面即刻逸出,这种现象称为“光电效应”。

1905年爱因斯坦圆满地解释了光电效应的实验现象,使人们进一步认识到光的波粒二象性的本质,促进了光的量子理论的建立和近代物理学的发展,爱因斯坦因此获得了1921年的诺贝尔奖。

现在利用光电效应制成的各种光电器件(如光电管、光电倍增管、夜视仪等)已经被广泛应用于工农业生产、科研和国防等领域。

[实验目的]1.加深对光的量子性的认识;2.验证爱因斯坦方程,测定普朗克常数;3.测定光电管的伏安特性曲线。

[ 实验原理]当一定频率的光照射到某些金属表面上时, 可以使电子从金属表面逸出,这种现象称为光电效应。

所产生的电子, 称为光电子。

根据爱因斯坦的光电效应方程有hν=1/2 mv m2+ W (1)其中ν为光的频率,h为普朗克常数,m和v m是光电子的质量和最大速度,W为电子摆脱金属表面的约束所需要的逸出功。

按照爱因斯坦的光量子理论:频率为ν的光子具有能量hν,当金属中的电子吸收一个频率为ν的光子时,便获得这个光子的全部能量。

如果光子的能量hν大于电子摆脱金属表面的约束所需要的逸出功W,电子就会从金属中逸出,1/2mv m是光电子逸出表面后所具有的最大动能;光子能量 hν小于W时,电子不能逸出金属表面,因而没有光电效应产生。

能产生光电效应的入射光最低频率ν0,称为光电效应的截止(或极限)频率。

由方程(1)可得v0=W/h (2)不同的金属材料有不同的逸出功, 因而ν0也是不同的。

利用光电管可以进行研究光电效应规律、测量普朗克常数的实验,实验原理可参考图1。

图中K为光电管的阴极,A为阳极,微安表用于测量微小的光电流, 电压表用于测量光电管两极间的电压,E为电源,R提供的分压可以改变光电管两极间的电势差。

单色光照射到光电管的阴极K上产生光电效应时,逸出的光电子在电场的作用下由阴极向阳极运动,并且在回路中形成光电流。

光电效应实验总结

光电效应实验总结

光电效应实验总结
1、每一种金属在产生光电效应时都存在一极限频率,即照射光的频率不能低于某一临界值。

相应的波长被称做极限波长。

当入射光的频率低于极限频率时,无论多强的光都无法使电子逸出。

2、光电效应中产生的光电子的速度与光的频率有关,而与光强无关。

3、光电效应的瞬时性。

实验发现,即几乎在照到金属时立即产生光电流。

4、入射光的强度只影响光电流的强弱,即只影响在单位时间单位面积内逸出的光电子数目。

在光颜色不变的情况下,入射光越强,饱和电流越大,即一定颜色的光,入射光越强,一定时间内发射的电子数目越多。

光电效应报告总结

光电效应报告总结

光电效应报告总结一、引言光电效应,一个在19世纪末被发现的物理现象,是物理学的一个重要分支。

光电效应指的是光子通过照射物体表面,将能量传递给电子,使电子从原子或分子中逸出的现象。

这个现象的研究不仅揭示了光的粒子性,而且对现代科技,如光电子学、太阳能电池等领域产生了深远影响。

二、实验目的本次实验的目的是通过观察和分析光电效应,了解光电效应的基本原理和特性,同时掌握测量光电效应的基本方法。

三、实验原理光电效应的发生基于光的粒子性。

当光子照射到物体表面时,其能量被吸收并传递给电子。

如果这个能量足够大,电子将被从原子或分子中射出,形成光电流。

光电效应的产生与光的波长和强度有关,其大小可以通过光电效应公式计算:E=hc/λ-Φ其中E是电子的动能,h是普朗克常数,c是光速,λ是光的波长,Φ是金属的功函数。

四、实验过程实验中,我们使用了光电效应实验装置,该装置包括光源、滤光片、样品、光电探测器和电流表等部分。

首先,我们调整光源的波长和强度,然后调整滤光片以选择所需波长的光。

接着,将光照射到样品上,并观察电流表的变化。

通过改变光的波长和强度,我们可以观察并记录光电效应的变化情况。

五、实验结果与分析实验结果如下表所示:波长(nm)强度(mw/cm²)电流(μA)400 100500 100600 100400 50400 200通过对比不同波长和强度的光下的电流值,我们可以看出,当光的波长越短,强度越大时,产生的电流越大。

这说明光电效应的大小与光的波长和强度有关。

根据光电效应公式,我们可以计算出电子的动能随波长的变化情况。

当波长从400nm增加到600nm时,电子的动能从减小到。

这说明电子在吸收光子的能量后获得了足够的动能逃离原子或分子的束缚。

此外,我们还观察到当光的强度增加时,电流也随之增加。

这说明增加光的强度可以增加光子与电子碰撞的概率,从而提高光电效应的产生效率。

六、结论通过本次实验,我们深入了解了光电效应的基本原理和特性。

光电效应实验实训报告 .doc

光电效应实验实训报告 .doc

光电效应实验实训报告 .doc一、实验目的1.了解光电效应的基本原理,理解电子的运动规律。

2.掌握光电效应实验的基本步骤和方法。

3.通过实际操作,掌握实验数据的处理方法。

二、实验原理光电效应是一种半经典理论,是物质与光相互作用的基本现象之一。

当金属或半导体材料遇到光子时,光子的能量可以被转移到电子上,电子吸收光子能量后,能够克服金属表面的势垒并跃出金属表面。

外加一个正电压使电子能从金属表面逃逸出来,经过电子束聚焦后进入一个二次电子倍增管,最终通过一个信号处理器输出信号。

根据爱因斯坦的光电子动力学理论,光电效应的电流I与光电子的光子能量E、金属的逸出功φ和入射光的频率v有关,具体公式为I∝E-v。

三、实验仪器光电效应实验箱、放电管、电源、校准器、万用表等。

四、实验步骤1.接通实验箱电源,在光电效应实验装置中的灯箱中设定指定波长和亮度的灯光。

2.打开电子万能表,将它的接线对准实验箱上的接线端,将选择开关转移到放大器端并调整校准器和放大器,使万用表显示为零。

3.将电源开关打开,并根据实际情况调整高压调节旋钮,将高压调整至所需范围之内。

4.调节阀门并选择泵压,将电流调节到想要的值,然后调节校准器的扭矩,以使它达到基准值。

5.将放电管安装在实验箱上,使其尽可能靠近灯箱后方,打开灯箱以便读出数据。

6.调整实验箱上的放大器,直到万用表的活动指针指向所期望的位置。

7.进行实验,调整阀门和泵压等参数,记录电流与电压的数据。

8.按照实验指导书的要求,对实验数据进行处理和分析,得出实验结果。

五、实验结果根据实验数据,我们可以得到光电效应电流和电压之间的关系:通过绘制这些数据的图表,我们可以看出实验结果与理论预测的非常接近。

同时,我们还可以通过计算出实验数据的平均值和标准偏差来评估实验的准确程度。

在本次实验中,我们得出的实验平均值是4.5A,标准偏差为±0.2A,这表明我们的实验数据具有很高的准确性和可靠性。

《光电效应》 说课稿

《光电效应》 说课稿

《光电效应》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是《光电效应》。

下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。

一、教材分析《光电效应》是高中物理选修 3-5 中近代物理的重要内容。

它不仅揭示了光的粒子性,为量子理论的建立奠定了基础,也在现代科技中有着广泛的应用。

在教材的编排上,本节内容先介绍了光电效应的实验现象,然后通过分析实验规律引出了爱因斯坦的光子说,最后用光子说解释了光电效应的规律。

这样的编排符合学生的认知规律,由现象到本质,逐步深入。

二、学情分析学生在学习本节课之前,已经掌握了光的波动性和能量守恒等知识,具备了一定的分析和推理能力。

但对于微观世界的粒子性概念还比较陌生,对于光电效应现象的理解可能会存在困难。

三、教学目标1、知识与技能目标(2)理解爱因斯坦的光子说及其对光电效应的解释。

(3)会用光电效应方程解决简单问题。

2、过程与方法目标(1)通过观察实验现象,培养学生的观察能力和分析问题的能力。

(2)通过对光电效应规律的探究,培养学生的科学探究能力和逻辑思维能力。

3、情感态度与价值观目标(1)让学生体会科学研究的艰辛与乐趣,培养学生勇于探索的科学精神。

(2)使学生认识到物理理论与实验的紧密联系,培养学生实事求是的科学态度。

四、教学重难点1、教学重点(1)光电效应的实验规律。

(2)爱因斯坦的光子说和光电效应方程。

2、教学难点(1)光电效应现象与经典电磁理论的矛盾。

五、教法与学法1、教法(1)实验演示法:通过演示光电效应实验,让学生直观地观察到实验现象,激发学生的学习兴趣。

(2)问题引导法:设置一系列问题,引导学生思考和探究,培养学生的思维能力。

(3)讲授法:对于一些抽象的概念和理论,采用讲授法进行讲解,使学生易于理解。

2、学法(1)观察法:观察实验现象,获取感性认识。

(2)讨论法:针对实验现象和问题,组织学生进行讨论,培养学生的合作精神和交流能力。

光电效应实验思考题

光电效应实验思考题

1.什么是光电效应?光照射到金属上,引起物质的电性质发生变化。

这类光变致电的现象被人们统称为光电效应(Photoelectric effect)。

光电效应分为光电子发射、光电导效应和阻挡层光电效应,又称光生伏特效应。

前一种现象发生在物体表面,又称外光电效应。

后两种现象发生在物体内部,称为内光电效应。

只要光的频率超过某一极限频率,受光照射的金属表面立即就会逸出光电子,发生光电效应。

当在金属外面加一个闭合电路,加上正向电源,这些逸出的光电子全部到达阳极便形成所谓的光电流。

在入射光一定时,增大光电管两极的正向电压,提高光电子的动能,光电流会随之增大。

但光电流不会无限增大,要受到光电子数量的约束,有一个最大值,这个值叫饱和电流。

所以,当入射光强度增大时,根据光子假设,入射光的强度(即单位时间内通过单位垂直面积的光能)决定于单位时间里通过单位垂直面积的光子数,单位时间里通过金属表面的光子数也就增多,于是,光子与金属中的电子碰撞次数也增多,因而单位时间里从金属表面逸出的光电子也增多,电流也随之增大。

2.普朗克常量h的重要性普朗克常数是一个物理常数,用以描述量子大小。

在原子物理学与量子力学中占有重要的角色,马克斯·普朗克在1900年研究物体热辐射的规律时发现,只有假定电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份地进行的,计算的结果才能和试验结果是相符。

这样的一份能量叫能量子,每一份能量子等普朗克常数乘以辐射电磁波的频率。

就普朗克常数h的意义,物理学家金斯曾说过这样一段话:“虽然h的数值很小,但是我们应当承认它是关系到保证宇宙的存在的.如果说h严格地等于零,那么宇宙间的物质能量将在十亿万之一秒的时间内全部变为辐射.”普朗克常数引入后,以普朗克常数为根本特征的量子论给我们提供了新的关于自然界的表述方法和思考方法,物理学理论发生了巨大变革,使人类认识由低速宏观领域扩展到高速微观领域.h的提出引出了一系列解释性假说,促进了量子论的建立与推广,为原子物理学、固体物理学、核物理学和粒子物理学奠定了理论基础,并且这些科研成果在化学等有关学科和许多近代技术中也得到了广泛的应用.可以说,h的出现具有划时代的重大意义.3.光电效应的历史:光电效应由德国物理学家赫兹于1887年发现,对发展量子理论起了根本性作用。

光电效应复习与反思

光电效应复习与反思

光电效应复习与反思
徐兴林
【期刊名称】《中学生数理化(学研版)》
【年(卷),期】2016(000)005
【摘要】一、三个关系式(1)E_k=hν-W_0;(2)E_k=eU_c;(3)W-0=hν_c。

从这三个关系式出发,可以带出整节内容的主干知识。

关系式(1)爱因斯坦光电效应方程,联系关系式(3)可以帮助学生理解光电效应发生的条件和极限频率、逸出功等的概念;关系式(2)则是给出了一个实验方法:
【总页数】1页(P38)
【作者】徐兴林
【作者单位】山东省郓城县第一中学
【正文语种】中文
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2.高中物理光电效应复习的重点问题探讨
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实践与反思——以“复习无明显现象的化学反应”为例5.培养学生反思评价能力
的复习教学实践与反思——以“复习无明显现象的化学反应”为例
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光电效应实验的优化(最全)word资料

光电效应实验的优化(最全)word资料

光电效应实验的优化(最全)word资料光电效应实验的优化光电效应实验在我国南部各省很难演示成功,其主要原因是空气湿度大。

由于空气潮湿,用毛皮摩擦的橡胶棒不易起电,验电器上带的电荷很难保持稳定。

如果在干燥的玻璃柜中演示,既不方便又可见度不大。

为此,我对现行教材上的光电效应实验做了如下改进。

一、实验器材的改进1.验电器的改进。

将普通的指针验电器的胶木环拆下,换上自制的有机玻璃环,使其绝缘性能增强,然后将验电器的面板玻璃取下用250瓦的红外线灯照射验电器,使验电器内部空气干燥后立即盖上面板玻璃,再用透明胶带将缝隙全部封闭,这样验电器无论拿到实验室还是教室都不会因为内部空气潮湿而产生放电。

2.改用紫外线灯代替弧光灯做光源,既方便又经济。

为防止紫外线刺伤学生眼睛,我们设计了简单的挡光装置如附图所示,取与紫外线灯管长度相等直径为40毫米的塑料水管一根,将其锯出一个略小于铁板大小的缺口,且在内壁涂白,然后套在紫外线灯管上即可。

3.改用海绵与橡胶棒摩擦。

使橡胶棒带负电,其效果非常好,不过实验前需证明橡胶棒带的是负电。

4.增加红外线灯照射。

实验时,整个实验装置在红外线灯照射下,它不仅能使实验装置及其周围的空气很快得到干燥,而且增加了验电器的可见度。

二、改进后的实验步骤1.用砂纸将锌板受光面擦亮,固定在验电器的金属杆上,打开红外线灯,用带正电的玻璃棒靠近验电器,用感应起电的方法使验电器带负电荷而保持稳定的张角。

2.用紫外线灯靠近锌板放置(距离小于10厘米),在锌板和紫外线灯之间放置一块挡光玻璃,打开紫外线灯,验电器张角不变,抽去挡光玻璃,验电器张角立即减小(玻璃有挡紫外线的作用)。

再挡住紫外光、验电器张角又停止减小,这样可重复几次,现象非常明显,此现象说明紫外光从锌板上打出了光电子,从而使锌板带正电。

为了排除紫外线照射使空气电离而使锌板漏电的疑问,可再做对比实验,即用橡胶棒带负电,用静电感应方法使锌板带正电,当紫外线照射锌板时,指针验电器的张角不会减小。

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“光电效应”教学反思
高中物理设置光电效应一节,主要目的不是让学生获知或者认识光电效应这一现象,而是让学生体验——解释物理现象的过程中推动了物理理论的发展,而且理论发展的关键是观念的更新——自然学科的发展规律。

本节学习的始点是了解光电效应这一现象及其特定实验中的实验规律;问题的归宿是新旧观念对光电效应的解释对比,从而进一步论证新观念的广泛性。

很遗憾的是,教材编写者以物理学者的身份使用了"电磁理论"这一术语,但高中生对电磁理论是非常陌生的(尽管在选修3-1、3-2和3-4中学习了静电场、恒定电流、磁场、电磁感应、交变电流和电磁波有关知识)。

具有独立思考意识的同学可能会问:"何为电磁理论?""电磁理论与能量连续性和积累性是什么关系?""电磁理论就是连续性和积累
性理论吗?"
实际上,以上问题对于授课者也是困惑的——授课者自己也认为本节教学难以展开,在讲授中思维混乱,逻辑交叉,有一位老教师自述:第一课时里,即讲授实验规律的过程中,已经运用了光子假设解释了为什么会有这样的实验结果;第二课时里,指出经典理论解释光电效应实验规律中遇到了困难。

另一位年轻教师也说,如果讲授实验规律时不加以解释,那么学生会觉得枯燥无味。

本章第一节,以科普形式提出了能量量子化这一新观念(为什么说是"科普形式"?因为黑体辐射的实验规律很复杂,而且对实验规律的解释更是复杂,高中生不可能深入理解。

因此,学生只要了解到,能量量子化的提出是以黑体辐射现象解释为背景就可。

),教师应该引导学生体验能量量子化(例如以人口统计为例,微观上不用小数描述,而宏观上可用小数描述),在此基础上引导学生分析"能量连续性"观念在人
们头脑中根深蒂固的原因。

因此我认为,进行"光电效应"教学时,教师应有意屏蔽"电
磁理论"术语,而仅仅引导同学们以能量连续性(和积累性)观念和能量量子化观念解释光电效应的实验规律,从而自我体验到运用前者时遇到困难和运用后者时得以圆满。

这就能使得学生亲身体会观念更新的意义。

愚认为这就是创新教育,而不是乏味无益的知识传授。

博主是第一次讲授本节内容,也感觉到,讲授实验规律时有些学生确实觉得枯燥无味。

我想,克服这一教学困难的方法有二:第一,充分地引导学生理解"饱和电流"、"遏止电压"和"截止频率"的内涵和外延,而不是单纯的接受,于理解中享受思考的快乐;第二,尽量使用形象化的语言阐述,化"
枯燥无味"为"幽默风趣",例如讲解"饱和电流"以饮食为比喻,尽管朋友买了11个包子,但你只能吃下10个,再吃就要吐了,那么十个包子就是你的饱和量。

"饱和"一词实际上
学生容易理解,上面利用夸张手法再解释主要是活跃课堂气氛,使同学们持续保持兴奋状态。

"连续性"、"量子化"、电子逃逸金属表面所需的能量以及逃逸出来的能量等概念都比较抽象,也需要进一步形象化解释。

博主由于第一次授课,课堂设计中未能体现这一点,在"授
课受困"时急中生智,运用了钞票,以小额钞票的累积比喻
金额的连续性,以创业所需的启动基金(如一万元)比喻电子逃逸金属表面所需要的能量(能力不同的人,创业所需要的启动资金不同,比喻不同金属的电子逃逸能量不同)等等,大多数同学具备这种金钱意识,很快就理解了其中喻意。

但是,因为是突发灵感,所以思维有些不够严密。

这一点主要体现在:量子化这一概念没有进行类似地形象化比喻。

实际上,不同频率的光子能量,可以用数额不等的捆绑金额来表示。

例如银行工作人员一般把100张面额为100圆钞票捆绑起来,表示10000元,以此比喻频率较大的光子能量,5000元、2019元、1000元、500元依次比喻频率更小的光子能量。

光电效应一节,新概念多且抽象、概念之间的关系紧密又复杂,又要引导同学们以新旧两种观念分析同一问题,在比较中体验新观念的意义,理解物理理论的发展规律、领会自然科学的发展观。

这样的教学特点和目标,在客观上就加大了本节课的授课难度。

本节授课能够充分锻炼新教师的授课能力,体现老教师的授课艺术。

期待自己每一轮教学都能比上
一轮更精彩、更富有艺术。

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