高中物理光电效应教案

时间:2021-05-26 16:37:35 教案 我要投稿

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

  高中物理光电效应教案 篇1

  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 篇2

  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。

【高中物理光电效应教案】相关文章:

高中物理教学反思02-17

高中物理说课稿大全01-17

高中物理教师教学反思12-16

高中物理老师述职报告01-26

高中物理楞次定律说课稿11-02

实施高中物理新课程的总结02-22

高中物理竞赛试题的小技巧11-11

高中物理老师工作总结范文03-15

高中物理实验论文3000字01-15

高中物理学习好方法08-30