光电效应实验说课课件-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.pptx

光电效应光电效应一一当前教与学的现状当前教与学的现状 光电效应是人教版选择性必修三的难点内容 当前教与学中存在着以下现状：1光电效应在日常生活中较为少见，学生对光电效应缺乏必要的感性认识。2光电效应现象不仅内容丰富,而且相应的规律还比较抽象，但大多数教师又采用纯理论讲解的教学方式。这就导致教师觉得难教、学生更感到难学，部分学生存在“死记硬背”现象。这种纯理论讲解的教学方式，不能体现本学科以这种纯理论讲解的教学方式，不能体现本学科以实验为基础的特点，也不符合学生的认知规律。实验为基础的特点，也不符合学生的认知规律。二二实验教学目标实验教学目标物理观念：知道光电效应现象、光电效应的实验规律以及用爱因斯坦理论解释光电效应。形成光量子初步的物理观念，通过学习康普顿效应解释一些天空为什么是蓝的现象，能应用光的波粒二象性解决一些实际问题。科学思维：培养学生辩证思维能力，运用爱因斯坦理论对光电效应的实验规律进行解释。运用光量子假说成功解释光电效应和康普顿效应，形成光具有能量和动量的思维观念。科学探究：通过观察光电效应的实验过程培养学生观察能力，感悟以实验为基础的科学探究方法。通过光量子假说分析光电效应的实验规律和康普顿效应。科学态度与责任：感受微观世界的奇妙和谐，培养学生对科学的好奇心和求知欲，能够体验探索自然规律的艰辛与喜悦。通过物理学史的学习，使学生能从科学家的工作中感悟科学探究，培养学生类比思想，以及严谨的科学思维。弯曲的金属片是阴极K金属丝是阳极A光电管的玻璃光电管的玻璃泡内部为真空泡内部为真空1光电管光电管三三实验原理与方案实验原理与方案2实验电路实验电路三三 实验原理与方案实验原理与方案3实验方案实验方案（1）没有光照光电管的情况下，给光电管加上正向电压，观察光电管中是否有电流产生。结论1:没有光照的情况下，增加电压也没有电流产生（2）用蓝光照射光电管，逐渐增大光电管上的正向电压，观察光电流的变化；加上反向电压，逐渐增大反向电压，再次观察光电流的变化。结论2:正向电压越大，光电流越大；反向电压越大，光电流越小；存在饱和光电流和遏止电压（4）在3的操作基础上，增大蓝光光强度，再次研究光电流随所加电压变化的关系。（5）换用紫光再次完成步骤3的操作。（3）用蓝光照射光电管，以光电管所加电压为横坐标，以电流为纵坐标，研究光电流随所加电压变化的关系。3实验方案实验方案结论3:入射光越强，饱和电流也越大，同种频率的入射光反向遏制电压相同，与光强度无关结论4:遏止电压与光的频率（颜色）有关，频率越高反向遏制电压越大（6）改变光强、光照时间，研究用红光照射光电管，观察能否产生光电效应。结论5:存在截止频率（极限波长）爱因斯坦光电方程是在同种金属做阴极和阳极，且阳极很小的理想状态下导出的。实际上做阴极的金属逸出功比做作阳极的金属逸出功小，所以实验中存在着如下问题:1暗电流和本底电流 当光电管阴极没有受到光线照射时也会产生电子流，称为暗电流。它是由电子的热运动和光电管管壳漏电等原因造成的。室内各种漫反射光射入光电管造成的光电流称为本底电流。暗电流和本底电流随着 K、A之间电压大小变化而变化。四四实验误差分析实验误差分析2阳极电流 制作光电管阴极时，阳极上也会被溅射有阴极材料，所以光入射到阳极上或由阴极反射到阳极上，阳极上也有光电子发射，就形成阳极电流。由于它们的存在，使得 I-U 曲线较理论曲线下移，如图所示。3其他因素 主要包括实验室的光照条件、温度、湿度、实验仪器的状态，如光电管长时间工作或是强光照射，阴极发射体容易疲劳，灵敏度会降低，从而影响实验的结果；移动光源时，注意光源与小孔位置，避免移动中晃动，影响到入射光强。利用传感器测量时，由于传感器对环境比较敏感，实验者做实验时需细心谨慎，养成良好的实验操作习惯。四四实验误差分析实验误差分析 总之，本实验设计将教材的纯理论讲述变为直观实验，利用传感器进行测量，实现了现代技术与传统教学的融合。五五总结总结 1创新点：创新点：（1）将教材的纯理论讲述变为直观实验，回归物理教学的实验本源 （2）利用传感器绘制出I-U图像，通过图像对比让学生得出光电效应中存在饱和电流、遏止电压以及相关规律，同时也为分析最大初动能问题提供了基础。（1）本实验仅研究了GD28这一种型号的光电管特性，实验还可以更换不同阴极材料的光电管进行实验，丰富实验内容，增强实验的说服力。（2）本研究是对光电效应现象定性的实验分析，今后打算利用光电效应实验进行定量的分析与计算，得出教材上反向遏止电压与入射光频率关系图像（如图所示），求出普朗克常量。2研究的不足与后续研究的设想研究的不足与后续研究的设想五五总结总结 谢 谢