高中物理光电效应教案

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高中物理光电效应教案

　　作为一名教师，很有必要精心设计一份教案，借助教案可以更好地组织教学活动。写教案需要注意哪些格式呢？以下是小编帮大家整理的高中物理光电效应教案，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

高中物理光电效应教案

高中物理光电效应教案1

　　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。

高中物理光电效应教案2

　　三维教学目标

　　1、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。光电子在电场作用下形成光电流。

　　概念：遏止电压，将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。当 K、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 Uc 时，光电流恰为0。 Uc称遏止电压。

　　根据动能定理，有：

　　(2)光电效应实验规律

　　① 光电流与光强的关系：饱和光电流强度与入射光强度成正比。

　　② 截止频率c ----极限频率，对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率c ，当入射光频率c 时，电子才能逸出金属表面;当入射光频率c时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。

　　③ 光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间10-9s。

　　3、光电效应解释中的疑难

　　经典理论无法解释光电效应的实验结果。

　　经典理论认为，按照经典电磁理论，入射光的光强越大，光波的电场强度的振幅也越大，作用在金属中电子上的力也就越大，光电子逸出的能量也应该越大。也就是说，光电子的能量应该随着光强度的增加而增大，不应该与入射光的频率有关，更不应该有什么截止频率。

　　光电效应实验表明：饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率，即使光强很弱也有光电流;频率低于极限频率时，无论光强再大也没有光电流。

　　光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。

　　为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。

　　4、爱因斯坦的光量子假设

　　(1)内容

　　光不仅在发射和吸收时以能量为h的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。也就是说，频率为的光是由大量能量为 E =h的光子组成的`粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速 c 运动。

　　(2)爱因斯坦光电效应方程

　　在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W0，另一部分变为光电子逸出后的动能 Ek 。由能量守恒可得出：

　　W0为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功。Wk为光电子的最大初动能。

　　(3)爱因斯坦对光电效应的解释

　　①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。

　　②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。

　　③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系

　　④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：

　　爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。

　　5、光电效应理论的验证

　　美国物理学家密立根，花了十年时间做了光电效应实验，结果在1915年证实了爱因斯坦光电效应方程，h 的值与理论值完全一致，又一次证明了光量子理论的正确。

　　6、展示演示文稿资料：爱因斯坦和密立根

　　由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律，荣获1921年诺贝尔物理学奖。

　　密立根由于研究基本电荷和光电效应，特别是通过著名的油滴实验，证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物理学奖。

　　光电效应在近代技术中的应用

　　(1)光控继电器

　　可以用于自动控制，自动计数、自动报警、自动跟踪等。

　　(2)光电倍增管

　　可对微弱光线进行放大，可使光电流放大105~108倍，灵敏度高，用在工程、天文、科研、军事等方面。

高中物理光电效应教案3

　　一、核式结构模型与经典物理的矛盾

　　(1)根据经典物理的观点推断：①在轨道上运动的电子带有电荷，运动中要辐射电磁波。②电子损失能量，它的轨道半径会变小，最终落到原子核上。

　　③由于电子轨道的变化是连续的，辐射的电磁波的频率也会连续变化。

　　事实上：①原子是稳定的;②辐射的电磁波频率也只是某些确定值。

　　二、玻尔理论

　　①轨道量子化：电子绕核运动的轨道半径只能是某些分立的.数值。对应的氢原子的轨道半径为：rn=n2r1(n=1,2,3,)，r1=0.5310-10m。

　　②能量状态量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态的能量值叫能级，能量最低的状态叫基态，其它状态叫激发态。原子处于称为定态的能量状态时,虽然电子做加速运动,但并不向外辐射能量.

　　氢原子的各能量值为：

　　③跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态要辐射(或吸收)一定频率的光子，即：h=Em-En

　　三、光子的发射和吸收

　　(1)原子处于基态时最稳定，处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态，跃迁时以光子的形式放出能量。

　　(2)原子在始末两个能级Em和Enn)间跃迁时发射光子的频率为，其大小可由下式决定：h=Em-En。

　　(3)如果原子吸收一定频率的光子，原子得到能量后则从低能级向高能级跃迁。

　　(4)原子处于第n能级时，可能观测到的不同波长种类N为：

　　考点分析：

　　考点：波尔理论：定态假设;轨道假设;跃迁假设。

　　考点：h=Em-En

　　考点：原子处于第n能级时，可能观测到的不同波长种类N为：

　　考点：原子的能量包括电子的动能和电势能(电势能为电子和原子共有)即：原子的能量En=EKn+EPn.轨道越低，电子的动能越大，但势能更小，原子的能量变小。

　　电子的动能：，r越小，EK越大。

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