172光的粒子性教案.docx
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1、 172 光的粒子性【三维目的】(一)学问与技能1通过试验理解光电效应的试验规律。2知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。3理解康普顿效应,理解光子的动量(二)过程与方法经验科学探究过程,相识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法探讨物理问题,验证物理规律。(三)情感、看法与价值观领会自然界的奇异与和谐,开展对科学的新奇心与求知欲,乐于探究自然界的奇异,能体验探究自然规律的艰辛与喜悦。【教学重点】光电效应的试验规律【教学难点】爱因斯坦光电效应方程以及意义【教学过程】第一课时 光电效应(一)引入新课提问:回忆前面的学习,总结人类对光的本性的相识的开展过程?(多媒体投影,见课件。)老师讲解并描绘:光的
2、干预、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年头,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,正值人们以为光的波动理论好像特别完备的时候,又发觉了用波动说无法说明的新现象光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的探讨,使得人们对光的又一本质性相识得到了开展。(二)进展新课1光电效应老师:试验演示。(课件协助讲解并描绘)用弧光灯照耀擦得很亮的锌板,(留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。学生:仔细视察试验。老师提问:上述试验说明了什么?学生:说明锌板在射线照
3、耀下失去电子而带正电。概念:在光(包括不行见光)的照耀下,从物体放射电子的现象叫做光电效应。放射出来的电子叫做光电子。2光电效应的试验规律(1)光电效应试验如图所示,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,则光电子分开阴极后将受反向电场阻碍作用。当 K、A 间加反向电压,光电子克制电场力作功,当电压到达某一值 Uc 时,光电流恰为0。 Uc称遏止电压。依据动能定理,有(2)光电效应试验规律 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。 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
4、入射光频率c 时,电子才能逸出金属外表;当入射光频率 c时,无论光强多大也无电子逸出金属外表。 光电效应是瞬时的。从光开场照耀到光电子逸出所需时间10-9s。3光电效应说明中的疑难经典理论无法说明光电效应的试验结果。经典理论认为,依据经典电磁理论,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当越大。也就是说,光电子的能量应当随着光强度的增加而增大,不应当与入射光的频率有关,更不应当有什么截止频率。光电效应试验说明: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
5、,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,汲取能量要时间,即需能量的积累过程。为了说明光电效应,爱因斯坦在能量子假说的根底上提出光子理论,提出了光量子假设。4爱因斯坦的光量子假设(1)内容光不仅在放射和汲取时以能量为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汲取了光子的能量,一局部消耗在电子逸出功W0,另一局部变为光电子逸出后的动能 Ek 。由能量守恒可得出:W0为电子逸出金属外表所需做的功,称为逸出功
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