《光电效应》教案
光与电:光电效应实验教案
光与电——光电效应实验教案一、教学目标1. 让学生了解光电效应的定义、产生条件和实验现象。
2. 让学生掌握光电效应方程,并能够运用到实际问题中。
3. 培养学生运用实验方法研究物理问题的能力,提高学生的实验技能。
二、教学内容1. 光电效应的定义2. 光电效应的产生条件3. 光电效应实验现象4. 光电效应方程5. 光电效应的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:光电效应的产生条件、光电效应方程及其应用。
2. 教学难点:光电效应方程的推导和应用。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解光电效应的基本概念、产生条件和实验现象。
2. 采用实验法,让学生进行光电效应实验,观察实验现象,培养学生的实验技能。
3. 采用问题驱动法,引导学生思考光电效应的应用,提高学生的解决问题的能力。
五、教学过程1. 引入新课:通过讲解光电效应的发现史,引发学生对光电效应的兴趣。
2. 讲解光电效应的基本概念:光电效应的定义、产生条件和实验现象。
3. 推导光电效应方程:引导学生通过实验数据,推导出光电效应方程。
4. 讲解光电效应的应用:介绍光电效应在现代科技领域中的应用。
5. 课堂小结:总结本节课的主要内容,强调光电效应的产生条件和方程的重要性。
6. 布置作业:让学生运用光电效应方程解决实际问题,巩固所学知识。
六、教学活动1. 光电效应实验演示:教师进行光电效应实验的演示,让学生直观地观察实验现象。
2. 学生分组实验:学生分组进行光电效应实验,亲自动手操作,观察实验现象,记录数据。
3. 数据分析:学生根据实验数据,分析光电效应的产生条件和规律。
七、教学评估1. 课堂提问:教师通过提问的方式,了解学生对光电效应的理解程度。
2. 实验报告:学生提交光电效应实验报告,评估学生的实验操作能力和数据分析能力。
3. 作业完成情况:检查学生对光电效应方程应用的掌握程度。
八、教学拓展1. 光电效应与光的波粒二象性的关系:引导学生思考光电效应与光的波粒二象性之间的联系。
光与电:光电效应实验教案
光与电——光电效应实验教案一、教学目标1. 让学生了解光电效应的基本概念,知道光电效应的条件。
2. 通过实验,让学生观察光电效应现象,掌握光电效应实验的操作方法。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力,提高学生的实验技能和科学素养。
二、教学内容1. 光电效应的定义2. 光电效应的条件3. 光电效应方程4. 光电效应实验装置及操作方法5. 实验数据处理及分析三、教学重点与难点1. 教学重点:光电效应的基本概念、光电效应的条件、光电效应方程、光电效应实验操作方法。
2. 教学难点:光电效应方程的推导、实验数据的处理与分析。
四、教学方法1. 采用讲授法,讲解光电效应的基本概念、光电效应的条件和光电效应方程。
2. 采用演示法,进行光电效应实验,让学生直观地观察光电效应现象。
3. 采用探究法,引导学生分析实验数据,探讨光电效应的规律。
4. 采用小组讨论法,让学生分组讨论,培养学生的合作意识。
五、教学准备1. 光电效应实验装置2. 光源(如紫外线灯、激光器等)3. 光电管4. 实验记录表格5. 相关物理实验教材或参考资料教案剩余部分(六至十章)待您提供具体要求后,我将为您编写。
六、教学过程1. 导入新课:通过回顾上一节课的内容,引导学生思考光电效应的发现对物理学的影响,激发学生的兴趣。
2. 讲解光电效应的基本概念:引导学生学习光电效应的定义,理解光电子、饱和光电流等基本概念。
3. 讲解光电效应的条件:分析金属表面产生光电子所需的条件,引导学生学习入射光的频率、金属的种类等对光电效应的影响。
4. 讲解光电效应方程:推导爱因斯坦光电效应方程,让学生了解光子能量与光电子动能之间的关系。
5. 光电效应实验操作方法:介绍实验装置的组成,讲解实验操作步骤,如调整光源强度、测量光电流等。
6. 学生分组实验:学生在教师的指导下,进行光电效应实验,观察并记录实验现象。
7. 实验数据处理与分析:引导学生运用光电效应方程分析实验数据,探讨入射光强度、光照时间等因素对光电流的影响。
高中物理光电效应教案
高中物理光电效应教案一、教学目标1. 让学生了解光电效应的定义、现象和条件。
2. 掌握光电效应方程,理解光电子的最大初动能与入射光频率、金属逸出功之间的关系。
3. 学会使用光电效应实验仪进行实验,培养学生的实验操作能力和实验观察能力。
4. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 光电效应的定义和现象2. 光电效应的条件3. 光电效应方程:Ekm = hv W04. 光电流的产生和截止频率5. 光电效应实验操作和数据处理三、教学重点与难点1. 重点:光电效应的定义、现象、条件和光电效应方程。
2. 难点:光电效应方程的应用和实验数据分析。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解光电效应的基本概念和原理。
2. 利用实验法让学生直观地观察光电效应现象,培养学生的实验技能。
3. 采用问题驱动法引导学生思考和探讨光电效应的内在规律。
4. 利用小组讨论法培养学生的合作意识和团队精神。
1. 导入:通过展示光电效应现象的图片,引导学生思考光电效应的定义和条件。
2. 讲解:详细讲解光电效应的定义、现象、条件和光电效应方程。
3. 实验:分组进行光电效应实验,观察光电流的产生和截止频率。
4. 分析:引导学生分析实验数据,理解光电子的最大初动能与入射光频率、金属逸出功之间的关系。
5. 拓展:讨论光电效应在现实生活中的应用,如太阳能电池、光电子器件等。
6. 总结:对本节课的内容进行总结,强调光电效应的重要性和应用价值。
7. 作业:布置相关习题,巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂提问:通过提问了解学生对光电效应基本概念的理解程度。
2. 实验报告:评估学生在实验中的操作技能和数据处理能力。
3. 课后作业:检查学生对光电效应方程和实验分析的掌握情况。
七、教学反思1. 反思教学内容:检查教学内容是否符合学生的认知水平,是否需要调整。
2. 反思教学方法:根据学生的反馈,调整教学方法,提高教学效果。
3. 反思实验安排:评估实验环节的时间安排是否合理,是否需要增加实验课时。
光与电:光电效应实验教案
光与电:光电效应实验教案一、教学目标1. 让学生了解光电效应的定义、原理和条件。
2. 让学生掌握光电效应实验的操作方法和注意事项。
3. 培养学生运用物理学知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 光电效应的定义和原理2. 光电效应的条件3. 光电效应实验的操作步骤4. 光电效应实验的注意事项5. 光电效应在现实生活中的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:光电效应的原理、条件、实验操作和应用。
2. 教学难点:光电效应条件的理解和实验操作的技巧。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解光电效应的基本概念和原理。
2. 采用实验法进行光电效应实验,让学生亲身体验和观察现象。
3. 采用讨论法分析实验结果,引导学生运用物理学知识解决问题。
五、教学准备1. 光电效应实验器材:光源、金属板、光电池、电流表、电压表等。
2. 教学课件:光电效应的相关图片、动画和视频。
3. 教学参考资料:光电效应的相关论文和教材。
教案一、导入(5分钟)1. 引导学生思考:什么是光?光有哪些性质?2. 讲解光的电磁波性质,引入光电效应的概念。
二、光电效应的原理(10分钟)1. 讲解光电效应的原理:光子与金属表面的电子相互作用,使电子从金属表面逸出。
2. 介绍爱因斯坦的光量子假说,解释光电效应的规律。
三、光电效应的条件(10分钟)1. 讲解光电效应的条件:光的频率、金属的种类和电子逸出功。
2. 分析光电效应的条件对实验结果的影响。
四、光电效应实验操作(15分钟)1. 介绍光电效应实验的操作步骤:搭建实验装置、调整实验参数、观察实验现象。
2. 讲解实验中的注意事项:避免干扰、确保实验安全。
五、光电效应实验结果分析(10分钟)1. 引导学生观察实验现象,记录实验数据。
2. 分析实验数据,得出光电效应的规律。
六、光电效应的应用(5分钟)1. 讲解光电效应在现实生活中的应用:太阳能电池、光电器件等。
2. 引导学生思考光电效应的广泛应用前景。
七、总结与反思(5分钟)1. 总结光电效应的基本概念、原理和条件。
光电效应·教案
光电效应·教案一、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.二、重点、难点分析1.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.2.难点是(1)对光的强度的理解,(2)发生光电效应时光电流的强度为什么跟光电子的最大初动能无关,只与入射光的强度成正比.三、教具锌板、验电器、紫外线灯、白炽灯、丝绸、玻璃棒、光电效应演示仪.四、主要教学过程(一)新课的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.(二)教学过程的设计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棒放在锌板附近,用紫外线灯照射锌板.边演示边提问:紫外线灯打开前后,验电器指针有什么变化?这一现象说明了什么问题?引导学生分析并得出结论: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.明确指出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.以上实验改用很强的白炽灯照射,却不能发生光电效应.向学生提出问题: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?让我们进一步研究.向学生介绍光电效应演示仪.在黑板上画一示意图,如图所示.S为抽成真空的光电管,C是石英窗口,光线可通过它照射到金属板K上,金属板A和K组成一对电极与外部电路相连接.光源为白炽灯,在光源和石英窗口C之间插入不同颜色的滤光片可以改变入射光的频率,光源的亮度可以通过另一套装置调节.观察现象一:在没有光照射K时,电压表有示数,电流表没有示数,说明什么?明确:AK之间有电场存在,但没有光电子逸出,说明没有发生光电效应.提出问题:要发生光电效应,是不是用任何频率的光线照射都行?是不是弱光线不行,只要光的强度足够大就行?是不是只要有足够大的电场电压就行?观察现象二:保持AK间电压一定,灯泡亮度一定,在窗口 C前依次放上红色、橙色、绿色滤光片,观察到红光照射金属板K时没有光电流,橙光和绿光照射时有光电流.用红光照射时改变入射光的亮度和改变电场电压都不发生光电效应.让学生考虑原因.结论一:入射光线的频率大于等于该金属的极限频率υ0才能产生光电效应.观察现象三:逐渐减小KA间的正向电压,直到电压为零时,电流表仍有示数,说明光电流依然存在.如果在KA间加一反向电压,则光电流变小,增大反向电压,使光电流刚好为零.提出问题:为什么KA间没有电场,仍然有光电流?也就是说仍然有光电子从K极板飞向A极板呢?在KA间加反向电压,光电子在电场中受力方向如何?电场力对光电子做正功还是负功?光电子克服电场力做功和它的动能变化关系如何呢?根据学生回答的问题引导分析:KA间没有电场仍有光电流说明光线照射金属板逸出的光电子具有一定的动能,一部分光电子可以到达极板A形成光电流.金属中的电子吸收光的能量获得动能,只有达到某一U就可以求出光电子的最大初动能.保持反向电压和入射光的频率不变,调亮灯泡,发现光电流仍然为零.此时将入射光的频率增大,发现光电流增大,不再为零.结论二:光电子的最大初动能与入射光的强度无关,只随入射光频率增大而增大.提出问题:入射光亮度高不就是能量大吗,金属中的电子获得的能量大,初动能就应该增大,但为什么只与入射光频率有关而与光强无关呢?解释这一问题:频率一定的光,每个光子的能量为hυ,频率越大的光,光子的能量越大.因此电子吸收了高频率的光子才能获得较大的初动能.只有初动能足够大的光电子才能克服反向电场的阻力到达极板A形成光电流.光的强度大只是光源每秒钟发射出光子的数目多,但如果是频率低的光子,每个光子的能量不大,电子吸收光子获得的能量也就较小.只不过每秒入射的光子数目多,产生光电子的数目多,所以不提高入射光的频率就无法使光电子的最大初动能增大.观察现象四:给光电管电极KA间加正向电场,以高于极限频率的光入射,保持电压不变,增加入射光的强度,发现光电流的强度增大.提出问题:入射光的强度大是什么意思?光电流的强度大是什么意思?为什么它们之间有这样的关系?根据学生的回答归纳: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,因此每秒钟飞向极板A的光电子数多,由于到达的电子电量总和多,所以光电流较大.结论三:当入射光的频率大于极限频率时,保持频率不变,则光电流的强度与入射光的强度成正比.指出学生中可能存在的疑问:光电流的强度应该与入射光的频率有关.频率高,光电子的最大初动能大,光电子运动得快,光电流大.解释这一问题:如果入射光频率较高但强度不大,则说明每秒钟入射的光子数少.尽管每个光电子初动能较大,但每秒钟到达极板A的光电子电量总和不大,因而也就不能形成较强的光电流.说明:根据前面的实验还可以发现,光线照射金属表面,光电子发射几乎是瞬时的.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,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.本节总结: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、光电子的最大初动能、光电流的强度等.入射光的强度是和光电流的强度联系着的,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,每个光子的能量E=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、探索新的规律中发展和完善的.。
《光电效应》 教学设计
《光电效应》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标(1)学生能够理解光电效应的现象和规律。
(2)掌握爱因斯坦光电方程,并能用来解释光电效应中的相关问题。
(3)了解光电效应在现代科技中的应用。
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)经历探究光电效应规律的过程,培养学生的科学探究能力和思维能力。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生体会科学研究的艰辛和乐趣,培养学生对科学的热爱和探索精神。
(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,培养学生的科学态度和创新意识。
二、教学重难点1、教学重点(1)光电效应的实验规律。
(2)爱因斯坦光电方程及其应用。
2、教学难点(1)光电效应与经典电磁理论的矛盾。
(2)对光的粒子性的理解。
三、教学方法讲授法、实验法、讨论法、探究法四、教学过程1、导入新课通过展示一些与光电效应相关的生活实例,如太阳能电池板、光电传感器等,引起学生的兴趣,从而引出本节课的主题——光电效应。
2、新课讲授(1)光电效应的实验现象首先介绍光电效应的实验装置,包括光源、阴极、阳极和微电流计等。
然后进行实验演示,让学生观察在不同光照条件下,电流计的示数变化。
引导学生总结光电效应的实验现象:①存在饱和电流,光照强度越大,饱和电流越大。
②存在遏止电压,且遏止电压与入射光的频率有关,频率越大,遏止电压越大。
③存在截止频率,当入射光的频率低于截止频率时,无论光照强度多大,都不会发生光电效应。
(2)光电效应与经典电磁理论的矛盾引导学生思考光电效应的实验现象与经典电磁理论的矛盾之处,如按照经典电磁理论,光的能量是连续分布的,那么无论入射光的频率如何,只要光照强度足够大,电子就应该能够获得足够的能量逸出金属表面,然而实验结果并非如此。
通过讨论,让学生认识到经典电磁理论无法解释光电效应。
(3)爱因斯坦光电方程为了解释光电效应,引入爱因斯坦的光电方程:$h\nu = W +\frac{1}{2}mv^2$,其中$h\nu$为入射光子的能量,$W$为金属的逸出功,$\frac{1}{2}mv^2$为光电子的最大初动能。
光电效应教案
光电效应教案一、关键信息1、教学目标学生能够理解光电效应的基本概念和现象。
学生掌握爱因斯坦光电方程,并能进行简单的计算。
学生了解光电效应在现代科技中的应用。
2、教学重难点重点:光电效应的实验规律和爱因斯坦光电方程。
难点:对光电效应中光子与电子相互作用的理解。
3、教学方法讲授法实验演示法小组讨论法4、教学资源多媒体设备光电效应实验仪器5、教学评价课堂提问课后作业实验操作表现二、教学内容11 引入通过展示一些与光和电相关的现象,如太阳能电池板、光电鼠标等,引发学生对光与电之间关系的思考,从而引入光电效应的主题。
111 光电效应的实验现象介绍光电效应的实验装置和实验过程,展示当光照射到金属表面时,电子逸出的现象。
强调光的频率和强度对电子逸出的影响。
112 光电效应的实验规律详细讲解光电效应的四条实验规律:存在截止频率:当入射光的频率低于某一特定值时,无论光强多大,都不会产生光电效应。
光电子的最大初动能与入射光的频率有关,而与光强无关。
光电流强度与入射光的强度成正比。
光电效应具有瞬时性,光照射到金属表面,光电子几乎立即逸出。
12 经典物理学的困难分析经典物理学在解释光电效应时遇到的困难,如按照经典电磁理论,光的能量由光强决定,与频率无关,无法解释光电效应中光电子的最大初动能与光频率的关系。
121 爱因斯坦的光电方程引入爱因斯坦的光子假说,讲解爱因斯坦光电方程:$h\nu = W +\frac{1}{2}mv^2$,其中$h\nu$为光子能量,$W$为逸出功,$\frac{1}{2}mv^2$为光电子的最大初动能。
122 光电方程的应用通过实例和练习题,让学生掌握运用光电方程计算光电子的最大初动能、截止频率等。
13 光电效应的应用介绍光电效应在现代科技中的广泛应用,如光电传感器、太阳能电池、光电倍增管等,让学生了解光电效应的实际意义和价值。
三、教学方法与策略1、讲授法通过教师的讲解,让学生系统地了解光电效应的基本概念、实验规律和理论解释。
光电效应教案
光电效应教案第一部分:引言光电效应是近代物理学的重要发现之一。
它揭示了光与物质相互作用的基本规律,对于理解光的本质以及电子的性质具有重要意义。
本教案将重点介绍光电效应的基本原理、实验步骤和实验结果的分析。
第二部分:教学目标1. 理解光电效应的基本概念和原理。
2. 掌握光电效应实验的基本步骤和仪器使用方法。
3. 能够通过实验数据分析和讨论光电效应与光的频率、光强、金属材料和光电子的动能之间的关系。
第三部分:教学内容1. 光电效应的基本原理(1) 光电效应的定义和基本概念。
(2) 光电效应实验的基本原理:光子的能量量子化和电子的吸收与发射。
(3) 光电效应与经典电磁理论的矛盾。
2. 光电效应实验的步骤(1) 设计实验方案:选取适当的金属材料、光源和测量仪器。
(2) 实验准备:配置实验装置并进行校准。
(3) 实验操作:控制光源的频率和强度,测量光电子的动能。
(4) 实验数据记录:准确记录实验数据。
3. 实验结果的分析与讨论(1) 光电效应实验数据的整理与处理。
(2) 光电流与光强、金属材料和光的频率的关系。
(3) 光电子的动能与光的频率和光强的关系。
(4) 光电效应与爱因斯坦光电方程的验证。
第四部分:教学方法与策略1. 探究式教学方法:让学生通过自主实验设计和实验操作来探索光电效应的规律。
2. 实验模拟与演示:使用光电效应模拟器或实验视频,让学生观察和分析实验现象。
3. 小组合作学习:推进学生之间的合作学习和交流,促进彼此的思维碰撞和知识共享。
4. 提问式教学:通过针对性的问题引导学生思考和探讨,激发学生的学习兴趣与积极性。
第五部分:教学评估与反馈1. 实验报告的评估:评估学生对实验步骤、数据处理和实验结果的理解和分析能力。
2. 小组讨论与展示:评估学生在小组合作学习中表现的沟通、合作和团队协作能力。
3. 课堂作业:通过书面作业或在线测验,评估学生对光电效应的理解和掌握程度。
第六部分:教学资源1. 实验装置和器材:光电效应实验箱、光源、金属样品、电压表等。
高中物理光电效应教案
一、教学目标1. 让学生了解光电效应的定义、现象和基本规律。
2. 使学生掌握光电效应方程,并能运用其分析实际问题。
3. 培养学生对物理实验的观察能力、分析能力和动手能力。
二、教学内容1. 光电效应的定义和现象2. 光电效应的产生条件3. 光电效应方程及其应用4. 光电效应实验装置和操作方法5. 光电效应实验结果的分析与讨论三、教学重点与难点1. 重点:光电效应的定义、现象、产生条件、光电效应方程及其应用。
2. 难点:光电效应方程的推导和运用。
四、教学方法与手段1. 采用讲授法,讲解光电效应的基本概念、原理和方程。
2. 利用实验演示,让学生直观地观察光电效应现象。
3. 运用讨论法,引导学生分析实验结果,探讨光电效应的规律。
4. 利用多媒体课件,展示光电效应的图像和数据,增强学生的理解。
五、教学过程1. 引入:通过光电效应现象的图片和视频,引发学生对光电效应的好奇心,激发学习兴趣。
2. 讲解:讲解光电效应的定义、现象、产生条件和光电效应方程。
3. 演示实验:进行光电效应实验,让学生观察实验现象。
4. 分析与讨论:引导学生分析实验结果,探讨光电效应的规律。
5. 练习与应用:布置练习题,让学生运用光电效应方程解决实际问题。
7. 作业布置:布置课后作业,巩固所学知识。
六、教学评价1. 评价学生对光电效应的基本概念、原理和方程的理解程度。
2. 评价学生对光电效应实验的操作能力和观察能力。
3. 评价学生运用光电效应方程分析问题和解决问题的能力。
七、教学资源1. 光电效应实验装置:包括光源、金属薄膜、光电流计等。
2. 多媒体课件:包括光电效应的图像、数据和动画。
3. 练习题:包括理论计算和应用题。
八、教学进度安排1. 第一课时:介绍光电效应的定义、现象和产生条件。
2. 第二课时:讲解光电效应方程及其应用。
3. 第三课时:进行光电效应实验,分析实验结果。
4. 第四课时:练习与应用,解决实际问题。
九、教学反思在教学过程中,要关注学生的学习情况,及时发现并解决他们在学习过程中遇到的问题。
光电效应教案
光电效应教案引言:在现代物理学中,光电效应是一个重要的概念,它对于解释光与物质相互作用以及量子理论的发展具有重要意义。
本教案将以光电效应为主题,通过介绍基本原理、实验说明和应用领域,帮助学生全面了解光电效应的相关知识。
一、基本原理光电效应是指当光照射到金属表面时,金属释放出电子的现象。
该现象与光的能量和频率有关。
以下是光电效应的基本原理:1. 光子:光是由光子组成的粒子。
光子具有能量,且其能量与光的频率成正比。
2. 电子释放:当光照射到金属表面时,光子传递能量给金属内的电子。
如果光子的能量高于金属表面电子的束缚能,电子将被释放出来。
3. 动能:被释放的电子称为光电子,它们具有一定的动能。
光电子的动能与光子能量的差异有关。
二、实验说明为了让学生更好地理解光电效应,可以进行一系列简单的实验。
以下是一个示例实验:实验名称:光电效应实验实验材料:- 光电效应实验装置(包括光源、金属板、电压表等)- 多米诺骨牌实验步骤:1. 设置光电效应实验装置,确保光源和金属板正常工作,并将电压表连接到金属板上。
2. 将金属板置于光源的照射下,观察电压表是否有输出。
3. 调整光源的亮度,记录不同亮度下的电压表读数。
4. 将一张透明玻璃板放置在光源和金属板之间,观察电压表的变化。
5. 将多米诺骨牌置于光源的照射下,观察电压表是否有输出。
实验结果:通过实验观察和记录,学生可以得出以下结论:- 当光照射到金属板时,电压表会显示一个正值,表明有光电流产生。
- 随着光源亮度的增加,电压表的读数也会增加。
- 在光照强度不变的情况下,放置透明玻璃板并不影响电压表的读数。
- 光照射到非金属物质(如多米诺骨牌)时,电压表不会有输出。
三、应用领域光电效应在生活和科学研究中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域:1. 太阳能电池:光电效应是太阳能电池的基本原理。
当光子照射到太阳能电池上时,光电效应会产生电子流,从而转化为电能。
2. 光电倍增管:光电倍增管利用光电效应实现粒子轨迹的探测。
光电效应教案
光电效应教案一、介绍光电效应1.1 光电效应的定义光电效应是指当光照射到金属表面时,金属会发生电离现象,即从金属表面释放出电子。
这种现象首先由德国物理学家赫兹在19世纪末发现,并为此获得了诺贝尔物理学奖。
1.2 光电效应的实验1.实验材料:–光电效应实验装置–光源–金属板–电流计2.实验步骤:1.将金属板放置在光电效应实验装置的金属极板上。
2.打开光源,照射光线到金属板上。
3.观察电流计的指示变化。
3.实验现象与结论:–当光线照射到金属板上时,电流计的指示明显增大。
–当光线不照射到金属板上时,电流计的指示基本为零。
–光线的强度增大,电流计的指示也随之增大。
二、光电效应的原理2.1 光电效应的基本原理光电效应可以用光子学说来解释,即光的粒子性。
根据光的粒子性,光的能量是以光量子的形式存在的,光量子与电子相互作用后,可以将部分或全部能量转移给电子,使其脱离金属表面。
2.2 光电效应的关键参数1.阈频:光电效应发生的最小频率,对应着最低能量光子。
2.动能:脱离金属表面的电子所具有的动能。
3.逸出功:脱离金属表面所需的最小能量。
2.3 光电效应的公式光电效应的基本公式为:[E=hf=W+K]其中,[E]为光子的能量,[h]为普朗克常数,[f]为光子的频率,[W]为金属的逸出功,[K]为电子的动能。
三、光电效应的应用3.1 光电效应在器件中的应用1.光电二极管:利用光电效应构建的二极管,可将光信号转变为电信号,广泛应用于通信、光电测量等领域。
2.光电倍增管:利用光电效应放大光信号的器件,常用于低光强信号的检测。
3.2 光电效应在太阳能中的应用太阳能电池就是基于光电效应工作原理的。
太阳能电池将光能直接转换为电能,广泛应用于太阳能发电和无线天线等领域。
3.3 光电效应在光敏材料中的应用许多光敏材料可以利用光电效应来进行光学测量、光合成和光催化反应等。
3.4 光电效应在物理学研究中的应用光电效应的研究为物理学领域提供了重要的实验证据,推动了对光性质和粒子性质的理解与研究。
大学光电效应教案
一、教学目标1. 知识目标:(1)理解光电效应现象及其基本规律;(2)掌握光子说及其在解释光电效应中的应用;(3)了解光电效应的应用领域。
2. 能力目标:(1)培养学生分析、解决问题的能力;(2)提高学生运用光电效应理论解决实际问题的能力。
3. 情感目标:(1)激发学生对物理学的兴趣;(2)培养学生的科学精神和创新意识。
二、教学内容1. 光电效应现象及其基本规律;2. 光子说及其在解释光电效应中的应用;3. 光电效应的应用领域。
三、教学过程1. 导入新课(1)回顾光的波动说和粒子说;(2)介绍光电效应现象及其历史背景。
2. 讲解光电效应现象及其基本规律(1)实验现象:金属表面在光照射下发射电子;(2)光电效应的基本规律:a. 光电效应在极短的时间内完成;b. 入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应;c. 逸出的光电子数量与入射光的强度成正比;d. 光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。
3. 讲解光子说及其在解释光电效应中的应用(1)光子说的提出:爱因斯坦提出光子说,认为光具有粒子性;(2)光子说在解释光电效应中的应用:a. 光子能量:E = hν(h为普朗克常数,ν为光频率);b. 光电子的最大初动能:Kmax = E - φ(φ为金属的逸出功)。
4. 讲解光电效应的应用领域(1)光电效应在光学中的应用:光电检测、光电转换等;(2)光电效应在电子学中的应用:光电倍增管、光电探测器等;(3)光电效应在通信技术中的应用:光通信、光纤通信等。
5. 课堂小结(1)回顾光电效应现象及其基本规律;(2)总结光子说及其在解释光电效应中的应用;(3)展望光电效应的应用前景。
6. 课后作业(1)阅读教材相关内容,加深对光电效应的理解;(2)查阅资料,了解光电效应在各个领域的应用;(3)思考光电效应在未来的发展趋势。
四、教学评价1. 课堂表现:观察学生课堂参与度、回答问题的积极性;2. 作业完成情况:检查学生作业质量,了解学生对光电效应的理解程度;3. 考试成绩:通过考试检验学生对光电效应知识的掌握程度。
高中物理光电效应教案
高中物理光电效应教案高中物理光电效应教案作为一名教师,通常需要用到教案来辅助教学,教案是实施教学的主要依据,有着至关重要的作用。
那么问题来了,教案应该怎么写?下面是小编精心整理的高中物理光电效应教案,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
高中物理光电效应教案篇11、知识与技能(1)通过实验了解光电效应的实验规律。
(2)知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
(3)了解康普顿效应,了解光子的动量2、过程与方法: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。
3、情感、态度与价值观: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,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点:光电效应的实验规律教学难点:爱因斯坦光电效应方程以及意义教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。
教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备(一)引入新课回顾前面的学习,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。
)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。
(二)进行新课1、光电效应实验演示1:(课件辅助讲述)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。
上述实验说明了什么?(表明锌板在射线照射下失去电子而带正电)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。
发射出来的电子叫做光电子。
2、光电效应的实验规律(1)光电效应实验如图所示,光线经石英窗照在阴极上,便有电子逸出————光电子。
高三物理教案光电效应教学设计(最新2篇)
高三物理教案光电效应教学设计(最新2篇)光电效应光子教案篇一教学目标知识目标(1)知道光电效应现象(2)知道光子说的内容,会计算光子频率与能量间的关系(3)会简单地用光子说解释光电效应现象(4)知道光电效应现象的一些简单应用能力目标培养学生分析问题的能力教学建议教材分析分析一:课本中先介绍光电效应现象,再学习光子说,最后用光子说解释光电效应现象产生的原因。
本节内容说明光具有粒子性,从而引出量子论的基本知识。
分析二:光电效应有如下特点:①光电效应在极短的时间内完成;②入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应现象;③在已经发生光电效应的条件下,逸出的光电子的数量跟入射光的强度成正比;④在已经发生光电效应的条件下,光电子的最大初动能随入射光频率的增大而增大。
教法建议建议一:对于光电效应现象先要求学生记住光电效应的实验现象,然后运用光子说去解释它,这样可以加深学生的理解。
建议二:学生应该会根据逸出功求发生光电效应的极限频率,但可以不要求运用爱因斯坦光电效应方程进行计算。
教学设计示例光电效应、光子教学重点:光电效应现象教学难点:运用光子说解释光电效应现象示例:一、光电效应1、演示光电效应实验,观察实验现象2、在光的照射下物体发射光子的现象叫光电效应3、现象:(1)光电效应在极短的时间内完成;(2)入射光的频率大于金属的极限频率才会发生光电效应现象;(3)在已经发生光电效应的条件下,逸出光电子的数量跟入射光的强度成正比;(4)在已经发生光电效应的条件下,光电子最大初动能随入射光频率的增大而增大。
4、学生看书上表格常见金属发生光电效应的极限频率5、提出问题:为什么会发生3中的现象二、光子说1、普朗克的量子说2、爱因斯坦的光子说在空间传播的光不是连续的,而是一份份的,每一份叫做光量子,简称光子。
三、用光子说解释光电效应现象先由学生阅读课本上的解释过程,然后教师提出问题,由学生解释。
四、光电效应方程1、逸出功2、爱因斯坦光电效应方程对一般学生只需简单介绍对层次较好的学生可以练习简单计算,深入理解方程的意义例题:用波长200nm的紫外线照射钨的表面,释放出的光电子中最大的动能是2.94eV. 用波长为160nm的紫外线照射钨的表面,释放出来的光电子的最大动能是多少?五、光电效应的简单应用六、作业探究活动题目:光电效应的应用组织:分组方案:分组利用光电二极管的特性制作小发明评价:可操作性、创新性、实用性光电效应光子教案篇二光量子(光子):E=h实验结论光子说的解释1、每种金属都有一个极限频率入射光的频率必须大于这个频率才能产生光电效应电子从金属表面逸出,首先须克服金属原子核的引力做功(逸出功W),要使入射光子的能量不小于W,对应频率即是极限频率。
光电效应教案
光电效应教案一、教学目标1.了解光电效应的基本原理和实验现象;2.掌握光电效应的公式和计算方法;3.能够应用光电效应的知识解决实际问题。
二、教学内容1.光电效应的基本概念;2.光电效应的实验装置和实验过程;3.光电效应的公式和计算方法;4.光电效应在实际中的应用。
三、教学过程1.引入(5分钟)引导学生思考:什么是光?它有哪些性质?在我们日常生活中,我们经常使用什么设备来接收光信号?引入本节课主题:今天我们将要学习关于光电效应的知识,了解它在现代通讯技术中的重要作用。
2.讲解(30分钟)2.1 光电效应的基本概念通过PPT展示图片,讲解什么是光电效应,以及它产生的原因。
并通过实验演示,使学生更直观地理解这个概念。
2.2 光电效应的实验装置和实验过程介绍一下所需器材:紫外线灯、金属板、万用表等,并详细讲解实验过程,引导学生进行实验操作。
2.3 光电效应的公式和计算方法通过PPT展示公式,讲解光电效应的计算方法,以及如何根据实验结果求出光电子的最大动能。
2.4 光电效应在实际中的应用介绍一下光电效应在现代通讯技术中的应用,如太阳能电池板、数字相机等。
3.练习(20分钟)3.1 让学生自己设计一个光电效应实验,并进行操作;3.2 让学生根据给定数据计算出光电子的最大动能;3.3 让学生思考:如果将紫外线灯换成其他波长的光源会发生什么情况?4.总结(5分钟)复习本节课所学内容,并提问:你对光电效应有什么新的认识?它在哪些方面有重要作用?四、教学评价1.通过观察学生操作实验情况来评价他们对光电效应的掌握程度;2.通过课堂练习来检测学生对公式和计算方法的掌握情况;3.通过课后作业来检测学生对本节课所学内容的理解程度。
五、教学延伸1.让学生自己设计一个关于光电效应的实验,以及对实验结果的分析;2.让学生了解更多关于光电效应在现代通讯技术中的应用;3.组织学生参观相关企业或科研机构,深入了解光电效应在现代科技中的重要作用。
光与电:光电效应实验教案
光与电——光电效应实验教案一、教学目标1. 让学生了解光电效应的定义、现象及其产生的条件。
2. 使学生掌握光电效应方程,并能运用该方程分析实际问题。
3. 培养学生运用实验方法研究物理现象的能力,提高学生的实验技能。
二、教学内容1. 光电效应的定义与现象2. 光电效应产生的条件3. 光电效应方程及其应用4. 光电效应实验装置与操作5. 实验数据分析与处理三、教学重点与难点1. 教学重点:光电效应的定义、现象、产生条件、光电效应方程及其应用。
2. 教学难点:光电效应方程的推导,实验数据的处理与分析。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解光电效应的基本概念、原理和方程。
2. 利用实验演示法展示光电效应现象,引导学生观察和思考。
3. 运用问题驱动法激发学生探究欲望,培养学生解决问题的能力。
4. 采用小组讨论法让学生分组讨论实验结果,提高学生的合作意识。
五、教学准备1. 光电效应实验装置:光源、金属薄膜、光电池、电流表等。
2. 实验器材:光具、导线、开关等。
3. 教学课件:光电效应相关图片、动画、视频等。
4. 教学资料:光电效应相关论文、教材、实验指导书等。
【导入】(简要介绍光电效应的发现背景,激发学生兴趣)【讲解】1. 光电效应的定义与现象(讲解光电效应的定义,通过动画或图片展示光电效应现象)2. 光电效应产生的条件(讲解光电效应产生的条件,如光照强度、金属种类等)3. 光电效应方程及其应用(推导光电效应方程,讲解方程的物理意义及其应用)【实验演示】1. 光电效应实验装置与操作(介绍实验装置,演示实验操作步骤)2. 实验注意事项(讲解实验过程中需要注意的问题,如防止干扰、确保数据准确性等)【小组讨论】1. 实验数据分析与处理(引导学生观察实验数据,分析实验结果,探讨实验现象背后的物理规律)2. 成果展示与评价(各小组展示讨论成果,互相评价,总结实验结论)【课堂小结】(回顾本节课所学内容,强调光电效应的重要性和应用价值)【作业布置】(布置课后作业,巩固所学知识,提高学生实际运用能力)六、实验原理与设备1. 实验原理详细解释光电效应的基本原理,包括爱因斯坦的光量子假设。
高中物理光电效应教案
高中物理光电效应教案一、教学目标1. 让学生理解光电效应的定义和现象。
2. 让学生掌握光电效应的条件和规律。
3. 让学生学会应用光电效应的基本原理解决实际问题。
二、教学内容1. 光电效应的定义和现象2. 光电效应的条件3. 光电效应的规律4. 光电效应的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:光电效应的定义、条件、规律和应用。
2. 教学难点:光电效应的规律和应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究光电效应的规律和应用。
2. 利用实验和图片,生动展示光电效应的现象和原理。
3. 通过例题讲解,让学生学会运用光电效应解决实际问题。
五、教学过程1. 导入:通过介绍光电效应的发现背景,激发学生的兴趣。
2. 光电效应的定义和现象:引导学生理解光电效应的定义,并通过图片和实验现象,让学生感受光电效应的魅力。
3. 光电效应的条件:讲解发生光电效应的条件,让学生明白光电效应的发生原理。
4. 光电效应的规律:引导学生通过实验数据,总结光电效应的规律。
5. 光电效应的应用:结合实际例子,让学生了解光电效应在生产和生活中的应用。
6. 课堂小结:总结本节课的主要内容和知识点。
7. 布置作业:设计具有针对性的作业,巩固学生对光电效应的理解和应用。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问,了解学生对光电效应基本概念的理解程度。
2. 实验观察:评估学生在实验中观察光电效应现象的细致程度和分析问题的能力。
3. 作业完成情况:检查学生对光电效应知识点的掌握和应用能力。
七、教学拓展1. 光电效应与康普顿效应的比较:介绍两种效应的区别和联系,拓展学生知识面。
2. 光电效应在现代科技中的应用:如太阳能电池、光电探测器等,激发学生学习兴趣。
八、教学反思1. 回顾本节课的教学内容,检查教学目标的达成情况。
2. 分析教学过程中的优点和不足,为下一步教学提供改进方向。
九、课后作业1. 理解并背诵光电效应的基本概念和规律。
2. 完成课后练习题,巩固光电效应的知识点。
《光电效应》 学历案
《光电效应》学历案一、学习目标1、理解光电效应的现象和规律。
2、知道光电效应方程,能够运用方程进行简单的计算。
3、了解光电效应在现代科技中的应用。
二、学习重难点1、重点(1)光电效应的实验规律。
(2)爱因斯坦光电效应方程的理解和应用。
2、难点(1)对光的粒子性的理解。
(2)用光电效应方程解释光电效应现象。
三、知识回顾在学习光电效应之前,我们先来回顾一下一些相关的知识。
1、能量的转化与守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。
2、电磁波:电磁波是由同相且互相垂直的电场与磁场在空间中衍生发射的振荡粒子波,是以波动的形式传播的电磁场。
电磁波在真空中的传播速度约为 3×10⁸ m/s。
3、光的波动性:光具有干涉、衍射和偏振等现象,这些现象表明光具有波动性。
四、新课导入在 19 世纪末,物理学界普遍认为光是一种电磁波,光的能量是连续分布的。
然而,一系列的实验现象却无法用这种经典的理论来解释,光电效应就是其中之一。
五、光电效应的实验现象1、当用紫外线照射锌板时,验电器指针张开,说明锌板带了电。
2、增加紫外线的强度,验电器指针的偏转角增大,表明锌板带的电荷量增多。
3、改变入射光的频率,当入射光的频率低于某一值时,无论光的强度多大,都不会产生光电效应。
4、即使入射光的强度很弱,只要入射光的频率大于某一值,就会立即产生光电流。
六、经典物理学理论遇到的困难按照经典物理学的理论,光是一种电磁波,其能量是连续分布的。
那么,在光电效应中:1、光的强度越大,能量就越大,电子应该能够获得足够的能量从而逸出金属表面,不应该存在截止频率。
2、光的能量分布是连续的,电子吸收能量需要一定的时间积累,不应该在瞬间产生光电流。
七、爱因斯坦的光电效应方程为了解释光电效应的实验现象,爱因斯坦提出了光子说。
他认为,光不是连续的电磁波,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量 E =hν ,其中 h 是普朗克常量,ν 是光的频率。
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光电效应
教案示例
一、教学目标:
(一)知识目标:
1、了解光电效应的产生条件、规律及光子学说.
2、了解光的量子性,会用光子说解释光电效应现象.
(二)能力目标:
1、培养学生观察能力、分析能力,对实验事实加以解释的能力.
(三)情感目标:
1、引导学生探索知识之间的联系,渗透了“当理论与新的实验事实不相符时,要根据事实建立新的理论”——即实践是检验真理的唯一标准的科学思想.
二、教学用具:光电效应演示器,应急灯,紫外线灯,X射线管,感应圈,灵敏检流计.
三、教学重点和难点:从实验现象总结出光电效应的规律,经典理论在解释光电效应遇到的困难.
四、课堂总体设计:
发挥教师的主导作用,以演示实验为基础,逐步引导学生通过对演示现象的观察,得出光电效应的规律.通过对经典波动理论无法解释光电效应的分析,培养学生运用已知知识分析新的事验事实的能力,让学生进一步体会到实践是检验真理的唯一标准.
五、教学过程:
(一)课题引入
前几节课我们了解了人们在研究光的本性过程提出的几种有代表性的学说.(由于前面几节内容已经涉及了光的微粒说和波动说的发展过程,可以简单回顾)自从麦克斯韦提出光的电磁说,赫兹又用实验证实了麦克斯韦的理论后,光的波动理论发展到了完善的地步.可是,光电效应的发现又给光的波动理论带来了前所未有的困难.今天我们就来通过实验研究光电效应的规律,并且通过分析光电效应的规律弄清为什么波动理论无法解释光电效应现象.
(二)新课进行.
1、介绍实验装置——演示实验——观察分析实验现象
这一阶段介绍什么是光电效应.从演示入手,引导学生观察并分析实验现象,为下面的研究光电效应规律作准备.
介绍一下光电效应实验装置.(分别介绍锌板、铜网、高压电源、检流装置,一边介绍,一边在黑板上画出整个装置的示意图)
介绍装置后画出装置示意图——将具体的较复杂的实验装置变为简明的板画,突出了原理,有助于后面对实验事实的进一步分析.
问题1:把高压电源接通,检流装置接上,为什么检流计不发生偏转?
(电路还处于断开状态.锌板和铜网之间.中间是空气,不能导电.)
问题2:现在让我们用紫外线照射锌板,(介绍紫外线灯,用紫外照射锌板,检流计指针偏转).观察用紫外线照射锌板时,看到了什么现象?为什么会出现这种现象?
(看到检流计指针发生了偏转,说明电路中出现了电流.)
问题3:分析电流可能是哪种原因产生的?
(可能是紫外线使空气电离,也可能是紫外线使锌板飞出了电子.)
教师用铜板代替锌板,则指针不会发生偏转,这样,排除排除了空气被电离的可能性.
通过实验现象总结:锌板在紫外线的照射下,飞出了电子,这种物体在光照下有电子飞出的现象叫光电效应;在光照下从物体中飞出的电子叫光电子,电路中的电流叫光电流.
(板书:光电效应,光电子,光电流)(板画:光电效应的形成过程)
2、研究光电效应的规律
用应急灯的可见光照射锌板,而后用X射线照射锌板,由于用可见光照射时无电流,用X 射线照射时有电流.指出:可见光频率较低,不能发生光电效应,X射线频率较高,可以发生光电效应.
教师总结:可见光,紫外线,X射线都是电磁波,只是频率高低不同.用不同频率的各种电磁波照射同一种金属板,发现,当频率低到一定程度后,不论怎样增大入射光强度,怎样延长照射时间,都无法发生光电效应.这一频率界限就叫极限频率.
(板书:二、规律:任何一种金属,都存在极限频率,只有当入射光时,才能发生光电效应.)
问题4:发生光电效应时,若将高压电源去掉,检流计中仍能发现有电流通过.这说明什么呢?
(飞出的电子不需要加速电压,能从锌板飞向铜网.这也说明飞出的电子具有一定的初速度,具有一定的初动能.)
问题5:光电子的这一初动能是从哪里来的呢?
(从入射光中获得.用不同的光——不同频率,不同光强——照射同一金属.发现:光电
子的最大初动能与入射光强度无关,只与入射光频率有关,并且随入射光频率的增大而增大.)
(板书:2、光电子的最大初动能与入射光强度无关,只随入射光频率的增大而增大),这是光电效应的第二条规律.
让学生观察在能发生光电效应的情况下,从光照开始到光电效应发生,需要的时间长短.
(用X射线照射锌板,让X射线不断地断、续照射,检流计指针的偏转也断、续发生)
问题6:大家看到的现象说明了什么问题?
(光电效应发生非常快.科学家用仪器测出了光电效应的发生时间,在s以下.在这段时间中,光只能通过约20-30cm的距离.可以说光电效应的发生几乎是瞬时的.)
板书(3、光电效应的发生几乎是瞬时的.)
教师讲解:通过研究的光电效应的第二条规律中,我们知道入射光强不影响光电子的最大初动能.
问题7:入射光强不影响光电子的最大初动能,那么入射光强可以对什么发生影响呢?
(把紫外线管靠近锌板,改变紫外线管与锌板的距离,检流计指针偏转幅度相应地发生变化)这个现象说明什么?(说明入射光强度增大时,光电流强度也增大.精确的实验表明,光电流强度与入射光强度成正比关系,这是光电效应的第4条规律.)
(板书:4、光电流随入射光强度的增大而增大.)
通过对实验现象的观察、分析,得出了光电效应的规律.通过阅读课本,让学生熟悉这4条规律.看表格思考下列问题:
(1)某光恰能使锌发生光电效应,那么能使课本中表格内哪些金属发生光电效应?
(2)表中哪种金属最易发生光电效应?
(3)为什么各种金属的极限频率不同?)
3、波动理论在解释光电效应时的矛盾
为什么说光的波动理论无法解释光电效应的规律?从光电效应的发生过程来看,电子吸收入射光能量后才能挣脱原子核的束缚,所以我们应从能量的角度来分析光效应.光的波动理论是这样描述光的能量的:(1)能量是连续的;(2)振幅(光强)越大,光能越大,光的能量与频率无关.大家想一想,波动理论为什么无法解释光电效应的规律?
(1)我们先来分析第一条规律:存在极限频率.
按波动理论,不论什么频率的光,只要光强足够大,就应该发生光电效应,不应存在极限频率.
(板书:波动理论的困难:1、不应存在极限频率)
(2)波动理论能解释光电子的最大初动能与入射光强无关吗?
按波动理论,入射光强越大,光能越大,飞出的光电子初动能就应越大.事实是光电子的最大初动能仅与入射光频率有关.
(板书:2、光电子最大初动能的大小应与光强有关,与无关)
(3)光电效应几乎是瞬时发生的.也就是说,不论入射光强多么弱,只要,就立即能发生光电效应.光太弱时,按波动理论,要达到使光电子飞出的能量,要有一个能量积累过程.事实上光电效应几乎瞬时发生说明一旦发生光电效应,几乎不需要能量的积累过程.(板书:3、弱光照射时应有能量积累过程,不应瞬时发生)
(4)波动理论能够解释第四条规律——随着光强的增大,光电流也在增大.
通过上面的分析,光的波动理论在解释光电效应时遇到了巨大的困难.后来,爱因斯坦在普朗克量子化理论的启发下,提出了光子学说.
4、光子说
阅读课文分析:
问题8:光子说与波动理论的主要区别是什么?
(光子说认为能量是一份一份的,与频率有关,而波动说认为能量是连续的,与频率无关.)
普朗克认为电磁波的发射和吸收不是连续的,而是一份一份的进行的,理论计算的结果才能和实验事实相符,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,其中叫做普朗克常量,实验测得:
普朗克将物理学带进了量子世界,受到普朗克的启发,爱因斯坦在1905年提出,在空间中传播的光也不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光量子,简称光子,光子的能量跟光的频率成正比,即:
这个学说后来就叫做光子说.(关于光子说的内容可以让学生自学)
光子说的这两点实际上是针对波动理论的两大要害提出的.爱因斯坦当时在实验事实还不是很充分的时候,提出了光子说,是对科学的重大贡献.这也说明理论与新的实验事实不符时,要根据事实建立新的理论,因为实践是检验真理的唯一标准.
5、光电效应方程
(1)光电效应中,金属中的电子在飞出金属表面时要克服原子核对它的吸引而做功,某种金属中的不同电子,脱离这种金属所做的功也不一样,使电子脱离某种金属所做的功的最小值叫做这种金属的逸出功.(板书:1、逸出功)
(2)如果入射光子的能量大于逸出功,那么有些光子在脱离金属表面后还有剩余的能量——也就是说有些光电子具有一定的动能,就有下面的关系:
这个关系式通常叫做爱因斯坦光电方程.
(板书:爱因斯坦光电效应方程:)
这部分内容对一般学生只需简单介绍,对层次较好的学生可以练习简单计算,深入理解方程的意义.。