2022年光电效应设计详案物理教案.docx

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1、2022年光电效应设计详案物理教案 光电效应设计详案教学目的：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，会用光子说说明光电效应现象实力目标：1、培育学生视察实力、分析实力，对试验事实加以说明的实力情感目标：1、引导学生探究学问之间的联系，渗透了“当理论与新的试验事实不相符时，要依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，灵敏检流计教学重点和难点：从试验现象总结出光电效应的规律，经典理论在说明光电效应遇到的困难课堂总体设计：发挥老师的主导作用，以演示试验为基础，逐步引导学生通过对演示现象的视察，得出光

2、电效应的规律通过对经典波动理论无法说明光电效应的分析，培育学生运用已知学问分析新的事验事实的实力，让学生进一步体会到实践是检验真理的唯一标准教学过程：一、课题引入前几节课我们了解了人们在探讨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，可以简洁回顾）自从麦克斯韦提出光的电磁说，赫兹又用试验证明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，光电效应的发觉又给光的波动理论带来了前所未有的困难今日我们就来通过试验探讨光电效应的规律，并且通过分析光电效应的规律弄清为什么波动理论无法说明光电效应现象二、新课进行1、介绍试验装置演示试验视察分析试验

3、现象这一阶段介绍什么是光电效应从演示入手，引导学生视察并分析试验现象，为下面的探讨光电效应规律作打算介绍一下光电效应试验装置（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详细的较困难的试验装置变为简明的板画，突出了原理，有助于后面对试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耀锌板，（介绍紫外线灯，用紫外照耀锌板，检流计指针偏转）视察用紫外线照耀锌板时，看到了什么现象?为什么会出现这种现象?（看到检流计指针

4、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缘由产生的?（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）老师用铜板代替锌板，则指针不会发生偏转，这样，解除解除了空气被电离的可能性通过试验现象总结：锌板在紫外线的照耀下，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、探讨光电效应的规律用应急灯的可见光照耀锌板，而后用X射线照耀锌板，由于用可见光照耀时无电流，用X射线照耀时有电流指出：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

5、电效应老师总结：可见光，紫外线，X射线都是电磁波，只是频率凹凸不同用不同频率的各种电磁波照耀同一种金属板，发觉，当频率低到肯定程度后，不论怎样增大入射光强度，怎样延长照耀时间，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，检流计中仍能发觉有电流通过这说明什么呢?（飞出的电子不须要加速电压，能从锌板飞向铜网这也说明飞出的电子具有肯定的初速度，具有肯定的初动能）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，不同光强照耀同一金属发觉：光电子的最大

6、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），这是光电效应的其次条规律让学生视察在能发生光电效应的状况下，从光照起先到光电效应发生，须要的时间长短（用X射线照耀锌板，让X射线不断地断、续照耀，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白什么问题?（光电效应发生特别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）老师讲解：通过探讨的光电效应的其次条规律中，

7、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，变更紫外线管与锌板的距离，检流计指针偏转幅度相应地发生改变）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试验表明，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）通过对试验现象的视察、分析，得出了光电效应的规律通过阅读课本，让学生熟识这4条规律看表格思索下列问题： （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

8、么各种金属的极限频率不同?）3、波动理论在说明光电效应时的冲突为什么说光的波动理论无法说明光电效应的规律？从光电效应的发生过程来看，电子汲取入射光能量后才能摆脱原子核的束缚，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说明光电效应的规律?（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，就应当发生光电效应，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）波动理论能说明光电子的最大初动能与入射光强无关吗?按波动理论

9、，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 ，就马上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，几乎不须要能量的积累过程（板书：3、弱光照耀时应有能量积累过程，不应瞬时发生）（4）波动理论能够说明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，光的波动理论在说明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分是什么?（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放射和汲取不是连续的，而是一份一份的进行的，理论计算的结果才能和试验事实相符，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