小學(xué)語(yǔ)文微課教案

光電效應(yīng) 光子。

教學(xué)目標(biāo)
知識(shí)目標(biāo)
（1）知道光電效應(yīng)現(xiàn)象
（2）知道光子說(shuō)的內(nèi)容，會(huì)計(jì)算光子頻率與能量間的關(guān)系
（3）會(huì)簡(jiǎn)單地用光子說(shuō)解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象
（4）知道光電效應(yīng)現(xiàn)象的一些簡(jiǎn)單應(yīng)用

能力目標(biāo)
培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力

教學(xué)建議

教材分析

分析一：課本中先介紹光電效應(yīng)現(xiàn)象，再學(xué)習(xí)光子說(shuō)，最后用光子說(shuō)解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。本節(jié)內(nèi)容說(shuō)明光具有粒子性，從而引出量子論的基本知識(shí)。
分析二：光電效應(yīng)有如下特點(diǎn)：①光電效應(yīng)在極短的時(shí)間內(nèi)完成；②入射光的頻率大于金屬的極限頻率才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；③在已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，逸出的光電子的數(shù)量跟入射光的強(qiáng)度成正比；④在已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，光電子的最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大。

教法建議
建議一：對(duì)于光電效應(yīng)現(xiàn)象先要求學(xué)生記住光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，然后運(yùn)用光子說(shuō)去解釋它，這樣可以加深學(xué)生的理解。
建議二：學(xué)生應(yīng)該會(huì)根據(jù)逸出功求發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率，但可以不要求運(yùn)用愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程進(jìn)行計(jì)算。

教學(xué)設(shè)計(jì)示例
光電效應(yīng)、光子

教學(xué)重點(diǎn)：光電效應(yīng)現(xiàn)象

教學(xué)難點(diǎn)：運(yùn)用光子說(shuō)解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象

示例：

一、光電效應(yīng)

1、演示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

2、在光的照射下物體發(fā)射光子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)

3、現(xiàn)象：

（1）光電效應(yīng)在極短的時(shí)間內(nèi)完成；

（2）入射光的頻率大于金屬的極限頻率才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；

（3）在已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，逸出光電子的數(shù)量跟入射光的強(qiáng)度成正比；

（4）在已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，光電子最大初動(dòng)能隨入射光頻率的增大而增大。

4、學(xué)生看書上表格常見(jiàn)金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率

5、提出問(wèn)題：為什么會(huì)發(fā)生3中的現(xiàn)象

二、光子說(shuō)

1、普朗克的量子說(shuō)

2、愛(ài)因斯坦的光子說(shuō)

在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份份的，每一份叫做光量子，簡(jiǎn)稱光子。

三、用光子說(shuō)解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象

先由學(xué)生閱讀課本上的解釋過(guò)程，然后教師提出問(wèn)題，由學(xué)生解釋。

四、光電效應(yīng)方程

1、逸出功

2、愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程

對(duì)一般學(xué)生只需簡(jiǎn)單介紹

對(duì)層次較好的學(xué)生可以練習(xí)簡(jiǎn)單計(jì)算，深入理解方程的意義

例題：用波長(zhǎng)200nm的紫外線照射鎢的表面，釋放出的光電子中最大的動(dòng)能是2.94eV.用波長(zhǎng)為160nm的紫外線照射鎢的表面，釋放出來(lái)的光電子的最大動(dòng)能是多少？

五、光電效應(yīng)的簡(jiǎn)單應(yīng)用jAB88.COM

六、作業(yè)

探究活動(dòng)

題目：光電效應(yīng)的應(yīng)用
組織：分組
方案：分組利用光電二極管的特性制作小發(fā)明
評(píng)價(jià)：可操作性、創(chuàng)新性、實(shí)用性

擴(kuò)展閱讀

光電效應(yīng)

一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé)，教師在教學(xué)前就要準(zhǔn)備好教案，做好充分的準(zhǔn)備。教案可以讓學(xué)生們有一個(gè)良好的課堂環(huán)境，使教師有一個(gè)簡(jiǎn)單易懂的教學(xué)思路。那么一篇好的教案要怎么才能寫好呢？小編經(jīng)過(guò)搜集和處理，為您提供光電效應(yīng)，供大家借鑒和使用，希望大家分享！

光電效應(yīng)
光量子（光子）：E=hν
實(shí)驗(yàn)結(jié)論光子說(shuō)的解釋
1、每種金屬都有一個(gè)極限頻率入射光的頻率必須大于這個(gè)頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)電子從金屬表面逸出，首先須克服金屬原子核的引力做功（逸出功W），要使入射光子的能量不小于W，對(duì)應(yīng)頻率即是極限頻率。

2、光電子的最大初動(dòng)能與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大電子吸收光子能量后，只有直接從金屬表面飛出的光電子，才具有最大初動(dòng)能即：

3、入射光照射到金屬板上時(shí)光電子的發(fā)射機(jī)率是瞬時(shí)的，一般不會(huì)超過(guò)10-9S光照射金屬時(shí)，電子吸收一個(gè)光子（形成光電子）的能量后，動(dòng)能立即增大，不需要積累能量的過(guò)程。
4、當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)入射到金屬表面的光子數(shù)越多，產(chǎn)生的光電子數(shù)越多，射出的光電子作定向移動(dòng)時(shí)形成的光電流越大。
（1）產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件：①ν≥ν極；②hν≥W
（2）發(fā)生光電效應(yīng)后，入射光的強(qiáng)度與產(chǎn)生的光電流成正比。
（3）光電效應(yīng)方程,W=hν極；
（4）光電管的應(yīng)用
能級(jí)
一、核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典物理的矛盾
（1）根據(jù)經(jīng)典物理的觀點(diǎn)推斷：①在軌道上運(yùn)動(dòng)的電子帶有電荷，運(yùn)動(dòng)中要輻射電磁波。②電子損失能量，它的軌道半徑會(huì)變小，最終落到原子核上。
③由于電子軌道的變化是連續(xù)的，輻射的電磁波的頻率也會(huì)連續(xù)變化。
事實(shí)上：①原子是穩(wěn)定的；②輻射的電磁波頻率也只是某些確定值。
二、玻爾理論
①軌道量子化：電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。對(duì)應(yīng)的氫原子的軌道半徑為：rn=n2r1(n=1,2,3,…………)，r1=0.53×10-10m。
②能量狀態(tài)量子化：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，這些狀態(tài)的能量值叫能級(jí)，能量最低的狀態(tài)叫基態(tài)，其它狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時(shí),雖然電子做加速運(yùn)動(dòng),但并不向外輻射能量.
氫原子的各能量值為：
③躍遷假說(shuō)：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)要輻射（或吸收）一定頻率的光子，即：hν=Em-En
三、光子的發(fā)射和吸收
（1）原子處于基態(tài)時(shí)最穩(wěn)定，處于較高能級(jí)時(shí)會(huì)自發(fā)地向低能級(jí)躍遷，經(jīng)過(guò)一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)，躍遷時(shí)以光子的形式放出能量。
（2）原子在始末兩個(gè)能級(jí)Em和En（mn）間躍遷時(shí)發(fā)射光子的頻率為ν，其大小可由下式?jīng)Q定：hν=Em-En。
（3）如果原子吸收一定頻率的光子，原子得到能量后則從低能級(jí)向高能級(jí)躍遷。
（4）原子處于第n能級(jí)時(shí)，可能觀測(cè)到的不同波長(zhǎng)種類N為：
考點(diǎn)分析：
考點(diǎn)：波爾理論：定態(tài)假設(shè)；軌道假設(shè)；躍遷假設(shè)。
考點(diǎn)：hν=Em-En
考點(diǎn)：原子處于第n能級(jí)時(shí)，可能觀測(cè)到的不同波長(zhǎng)種類N為：
考點(diǎn)：原子的能量包括電子的動(dòng)能和電勢(shì)能（電勢(shì)能為電子和原子共有）即：原子的能量En=EKn+EPn.軌道越低，電子的動(dòng)能越大，但勢(shì)能更小，原子的能量變小。
電子的動(dòng)能：，r越小，EK越大。
原子物理
一、原子的核式結(jié)構(gòu)
二、天然放射現(xiàn)象、衰變
衰變次數(shù)的計(jì)算方法：根據(jù)質(zhì)量數(shù)的變化計(jì)算α次數(shù)，其次數(shù)n=質(zhì)量數(shù)的變化量/4；根據(jù)電荷數(shù)的變化，計(jì)算β衰變次數(shù)。中子數(shù)的變化量=2×α衰變次數(shù)+β衰變次數(shù)。
三、半衰期的計(jì)算
半衰期計(jì)算公式:；m為剩余質(zhì)量；mO為原有質(zhì)量；t為衰變時(shí)間；τ為半衰期。
四、核反應(yīng)方程
五、核能的計(jì)算
核反應(yīng)釋放的核能：ΔE=Δmc2或ΔE=Δm×931.5Mev

光電效應(yīng)設(shè)計(jì)詳案

教學(xué)目的：

1、了解光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件、規(guī)律及光子學(xué)說(shuō)．

2、了解光的量子性，會(huì)用光子說(shuō)解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象．

能力目標(biāo)：

1、培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析能力，對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)加以解釋的能力．

情感目標(biāo)：

1、引導(dǎo)學(xué)生探索知識(shí)之間的聯(lián)系，滲透了“當(dāng)理論與新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)不相符時(shí)，要根據(jù)事實(shí)建立新的理論”——即實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)思想．

教學(xué)用具：光電效應(yīng)演示器，應(yīng)急燈，紫外線燈，X射線管，感應(yīng)圈，靈敏檢流計(jì)．

教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)：從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)出光電效應(yīng)的規(guī)律，經(jīng)典理論在解釋光電效應(yīng)遇到的困難．

課堂總體設(shè)計(jì)：

發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，以演示實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，逐步引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)演示現(xiàn)象的觀察，得出光電效應(yīng)的規(guī)律．通過(guò)對(duì)經(jīng)典波動(dòng)理論無(wú)法解釋光電效應(yīng)的分析，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用已知知識(shí)分析新的事驗(yàn)事實(shí)的能力，讓學(xué)生進(jìn)一步體會(huì)到實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)．

教學(xué)過(guò)程：

一、課題引入

前幾節(jié)課我們了解了人們?cè)谘芯抗獾谋拘赃^(guò)程提出的幾種有代表性的學(xué)說(shuō)．（由于前面幾節(jié)內(nèi)容已經(jīng)涉及了光的微粒說(shuō)和波動(dòng)說(shuō)的發(fā)展過(guò)程，可以簡(jiǎn)單回顧）自從麥克斯韋提出光的電磁說(shuō)，赫茲又用實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋的理論后，光的波動(dòng)理論發(fā)展到了完善的地步．可是，光電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)又給光的波動(dòng)理論帶來(lái)了前所未有的困難．今天我們就來(lái)通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究光電效應(yīng)的規(guī)律，并且通過(guò)分析光電效應(yīng)的規(guī)律弄清為什么波動(dòng)理論無(wú)法解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象．

二、新課進(jìn)行．

1、介紹實(shí)驗(yàn)裝置——演示實(shí)驗(yàn)——觀察分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

這一階段介紹什么是光電效應(yīng)．從演示入手，引導(dǎo)學(xué)生觀察并分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，為下面的研究光電效應(yīng)規(guī)律作準(zhǔn)備．

介紹一下光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)裝置．（分別介紹鋅板、銅網(wǎng)、高壓電源、檢流裝置，一邊介紹，一邊在黑板上畫出整個(gè)裝置的示意圖）

介紹裝置后畫出裝置示意圖——將具體的較復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)裝置變?yōu)楹?jiǎn)明的板畫，突出了原理，有助于后面對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的進(jìn)一步分析．

問(wèn)題1：把高壓電源接通，檢流裝置接上，為什么檢流計(jì)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)?

（電路還處于斷開狀態(tài)．鋅板和銅網(wǎng)之間．中間是空氣，不能導(dǎo)電．）

問(wèn)題2：現(xiàn)在讓我們用紫外線照射鋅板，（介紹紫外線燈，用紫外照射鋅板，檢

（看到檢流計(jì)指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明電路中出現(xiàn)了電流．）

問(wèn)題3：分析電流可能是哪種原因產(chǎn)生的?

（可能是紫外線使空氣電離，也可能是紫外線使鋅板飛出了電子．）

教師用銅板代替鋅板，則指針不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這樣，排除排除了空氣被電離的可能性．

通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)：鋅板在紫外線的照射下，飛出了電子，這種物體在光照下有電子飛出的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)；在光照下從物體中飛出的電子叫光電子，電路中的電流叫光電流．

（板書：光電效應(yīng)，光電子，光電流）（板畫：光電效應(yīng)的形成過(guò)程）

2、研究光電效應(yīng)的規(guī)律

用應(yīng)急燈的可見(jiàn)光照射鋅板，而后用X射線照射鋅板，由于用可見(jiàn)光照射時(shí)無(wú)電流，用X射線照射時(shí)有電流．指出：可見(jiàn)光頻率較低，不能發(fā)生光電效應(yīng)，X射線頻率較高，可以發(fā)生光電效應(yīng)．

教師總結(jié)：可見(jiàn)光，紫外線，X射線都是電磁波，只是頻率高低不同．用不同頻率的各種電磁波照射同一種金屬板，發(fā)現(xiàn)，當(dāng)頻率低到一定程度后，不論怎樣增大入射光強(qiáng)度，怎樣延長(zhǎng)照射時(shí)間，都無(wú)法發(fā)生光電效應(yīng)．這一頻率界限就叫極限頻率．

（板書：二、規(guī)律：任何一種金屬，都存在極限頻率，只有當(dāng)入射光時(shí)，才能發(fā)生光電效應(yīng)．）

問(wèn)題4：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，若將高壓電源去掉，檢流計(jì)中仍能發(fā)現(xiàn)有電流通過(guò)．這說(shuō)明什么呢?

（飛出的電子不需要加速電壓，能從鋅板飛向銅網(wǎng)．這也說(shuō)明飛出的電子具有一定的初速度，具有一定的初動(dòng)能．）

問(wèn)題5：光電子的這一初動(dòng)能是從哪里來(lái)的呢?

（從入射光中獲得．用不同的光——不同頻率，不同光強(qiáng)——照射同一金屬．發(fā)現(xiàn)：光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只與入射光頻率有關(guān)，并且隨入射光頻率的增大而增大．）

（板書：2、光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大），這是光電效應(yīng)的第二條規(guī)律

讓學(xué)生觀察在能發(fā)生光電效應(yīng)的情況下，從光照開始到光電效應(yīng)發(fā)生，需要的時(shí)間長(zhǎng)短．

（用X射線照射鋅板，讓X射線不斷地?cái)唷⒗m(xù)照射，檢流計(jì)指針的偏轉(zhuǎn)也斷、續(xù)發(fā)生）

問(wèn)題6：大家看到的現(xiàn)象說(shuō)明了什么問(wèn)題?

（光電效應(yīng)發(fā)生非?？欤茖W(xué)家用儀器測(cè)出了光電效應(yīng)的發(fā)生時(shí)間，在s以下．在這段時(shí)間中，光只能通過(guò)約20-30cm的距離．可以說(shuō)光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的．）

板書（3、光電效應(yīng)的發(fā)生幾乎是瞬時(shí)的．）

教師講解：通過(guò)研究的光電效應(yīng)的第二條規(guī)律中，我們知道入射光強(qiáng)不影響光電子的最大初動(dòng)能．

問(wèn)題7：入射光強(qiáng)不影響光電子的最大初動(dòng)能，那么入射光強(qiáng)可以對(duì)什么發(fā)生影響呢?

（把紫外線管靠近鋅板，改變紫外線管與鋅板的距離，檢流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)幅度相應(yīng)地發(fā)生變化）這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明什么?（說(shuō)明入射光強(qiáng)度增大時(shí)，光電流強(qiáng)度也增大．精確的實(shí)驗(yàn)表明，光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比關(guān)系，這是光電效應(yīng)的第4條規(guī)律．）

（板書：4、光電流隨入射光強(qiáng)度的增大而增大．）

通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察、分析，得出了光電效應(yīng)的規(guī)律．通過(guò)閱讀課本，讓學(xué)生熟悉這4條規(guī)律．看表格思考下列問(wèn)題：

（1）某光恰能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)，那么能使課本中表格內(nèi)哪些金屬發(fā)生光電效應(yīng)?

（2）表中哪種金屬最易發(fā)生光電效應(yīng)?

（3）為什么各種金屬的極限頻率不同?）

3、波動(dòng)理論在解釋光電效應(yīng)時(shí)的矛盾

為什么說(shuō)光的波動(dòng)理論無(wú)法解釋光電效應(yīng)的規(guī)律？從光電效應(yīng)的發(fā)生過(guò)程來(lái)看，電子吸收入射光能量后才能掙脫原子核的束縛，所以我們應(yīng)從能量的角度來(lái)分析光效應(yīng)．光的波動(dòng)理論是這樣描述光的能量的：（1）能量是連續(xù)的；（2）振幅（光強(qiáng)）越大，光能越大，光的能量與頻率無(wú)關(guān)．大家想一想，波動(dòng)理論為什么無(wú)法解釋光電效應(yīng)的規(guī)律?

（1）我們先來(lái)分析第一條規(guī)律：存在極限頻率．

按波動(dòng)理論，不論什么頻率的光，只要光強(qiáng)足夠大，就應(yīng)該發(fā)生光電效應(yīng)，不應(yīng)存在極限頻率．

（板書：波動(dòng)理論的困難：1、不應(yīng)存在極限頻率）

（2）波動(dòng)理論能解釋光電子的最大初動(dòng)能與入射光強(qiáng)無(wú)關(guān)嗎?

按波動(dòng)理論，入射光強(qiáng)越大，光能越大，飛出的光電子初動(dòng)能就應(yīng)越大．事實(shí)是光電子的最大初動(dòng)能僅與入射光頻率有關(guān)．

（板書：2、光電子最大初動(dòng)能的大小應(yīng)與光強(qiáng)有關(guān)，與無(wú)關(guān)）

（3）光電效應(yīng)幾乎是瞬時(shí)發(fā)生的．也就是說(shuō)，不論入射光強(qiáng)多么弱，只要，就立即能發(fā)生光電效應(yīng)．光太弱時(shí)，按波動(dòng)理論，要達(dá)到使光電子飛出的能量，要有一個(gè)能量積累過(guò)程．事實(shí)上光電效應(yīng)幾乎瞬時(shí)發(fā)生說(shuō)明一旦發(fā)生光電效應(yīng)，幾乎不需要能量的積累過(guò)程．（板書：3、弱光照射時(shí)應(yīng)有能量積累過(guò)程，不應(yīng)瞬時(shí)發(fā)生）

（4）波動(dòng)理論能夠解釋第四條規(guī)律——隨著光強(qiáng)的增大，光電流也在增大．

通過(guò)上面的分析，光的波動(dòng)理論在解釋光電效應(yīng)時(shí)遇到了巨大的困難．后來(lái)，愛(ài)因斯坦在普朗克量子化理論的啟發(fā)下，提出了光子學(xué)說(shuō)．

4、光子說(shuō)

閱讀課文分析：

問(wèn)題8：光子說(shuō)與波動(dòng)理論的主要區(qū)別是什么?

（光子說(shuō)認(rèn)為能量是一份一份的，與頻率有關(guān)，而波動(dòng)說(shuō)認(rèn)為能量是連續(xù)的，與頻率無(wú)關(guān)．）

普朗克認(rèn)為電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的，而是一份一份的進(jìn)行的，理論計(jì)算的結(jié)果才能和實(shí)驗(yàn)事實(shí)相符，這樣的一份能量叫做能量子，普朗克還認(rèn)為每一份能量等于，其中叫做普朗克常量，實(shí)驗(yàn)測(cè)得：

普朗克將物理學(xué)帶進(jìn)了量子世界，受到普朗克的啟發(fā)，愛(ài)因斯坦在1905年提出，在空間中傳播的光也不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個(gè)光量子，簡(jiǎn)稱光子，光子的能量

這個(gè)學(xué)說(shuō)后來(lái)就叫做光子說(shuō)．（關(guān)于光子說(shuō)的內(nèi)容可以讓學(xué)生自學(xué)）

光子說(shuō)的這兩點(diǎn)實(shí)際上是針對(duì)波動(dòng)理論的兩大要害提出的．愛(ài)因斯坦當(dāng)時(shí)在實(shí)驗(yàn)事實(shí)還不是很充分的時(shí)候，提出了光子說(shuō)，是對(duì)科學(xué)的重大貢獻(xiàn)．這也說(shuō)明理論與新的實(shí)驗(yàn)事實(shí)不符時(shí)，要根據(jù)事實(shí)建立新的理論，因?yàn)閷?shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn)．

5、光電效應(yīng)方程

（1）光電效應(yīng)中，金屬中的電子在飛出金屬表面時(shí)要克服原子核對(duì)它的吸引而做功，某種金屬中的不同電子，脫離這種金屬所做的功也不一樣，使電子脫離某種金屬所做的功的最小值叫做這種金屬的逸出功．（板書：1、逸出功）

（2）如果入射光子的能量大于逸出功，那么有些光子在脫離金屬表面后還有剩余的能量——也就是說(shuō)有些光電子具有一定的動(dòng)能，就有下面的關(guān)系：

這個(gè)關(guān)系式通常叫做愛(ài)因斯坦光電方程．

（板書：愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程：）

這部分內(nèi)容對(duì)一般學(xué)生只需簡(jiǎn)單介紹，對(duì)層次較好的學(xué)生可以練習(xí)簡(jiǎn)單計(jì)算，深入理解方程的意義．

四、課堂總結(jié)

高考物理知識(shí)點(diǎn)：光電效應(yīng)

俗話說(shuō)，凡事預(yù)則立，不預(yù)則廢。作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容，幫助授課經(jīng)驗(yàn)少的教師教學(xué)。你知道怎么寫具體的教案內(nèi)容嗎？急您所急，小編為朋友們了收集和編輯了“高考物理知識(shí)點(diǎn)：光電效應(yīng)”，歡迎您參考，希望對(duì)您有所助益！

高考物理知識(shí)點(diǎn)：光電效應(yīng)

光照射到金屬上，引起物質(zhì)的電性質(zhì)發(fā)生變化。這類光變致電的現(xiàn)象被人們統(tǒng)稱為光電效應(yīng)(Photoelectriceffect)。光電效應(yīng)分為光電子發(fā)射、光電導(dǎo)效應(yīng)和阻擋層光電效應(yīng)，又稱光生伏特效應(yīng)。前一種現(xiàn)象發(fā)生在物體表面，又稱外光電效應(yīng)。后兩種現(xiàn)象發(fā)生在物體內(nèi)部，稱為內(nèi)光電效應(yīng)。赫茲于1887年發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)，愛(ài)因斯坦第一個(gè)成功的解釋了光電效應(yīng)(金屬表面在光輻照作用下發(fā)射電子的效應(yīng)，發(fā)射出來(lái)的電子叫做光電子)。光波長(zhǎng)小于某一臨界值時(shí)方能發(fā)射電子，即極限波長(zhǎng)，對(duì)應(yīng)的光的頻率叫做極限頻率。臨界值取決于金屬材料，而發(fā)射電子的能量取決于光的波長(zhǎng)而與光強(qiáng)度無(wú)關(guān)，這一點(diǎn)無(wú)法用光的波動(dòng)性解釋。還有一點(diǎn)與光的波動(dòng)性相矛盾，即光電效應(yīng)的瞬時(shí)性，按波動(dòng)性理論，如果入射光較弱，照射的時(shí)間要長(zhǎng)一些，金屬中的電子才能積累住足夠的能量，飛出金屬表面?？墒聦?shí)是，只要光的頻率高于金屬的極限頻率，光的亮度無(wú)論強(qiáng)弱，光子的產(chǎn)生都幾乎是瞬時(shí)的，不超過(guò)十的負(fù)九次方秒。正確的解釋是光必定是由與波長(zhǎng)有關(guān)的嚴(yán)格規(guī)定的能量單位(即光子或光量子)所組成。
光電效應(yīng)里電子的射出方向不是完全定向的，只是大部分都垂直于金屬表面射出，與光照方向無(wú)關(guān)。光是電磁波，但是光是高頻震蕩的正交電磁場(chǎng)，振幅很小，不會(huì)對(duì)電子射出方向產(chǎn)生影響。
光電效應(yīng)說(shuō)明了光具有粒子性。相對(duì)應(yīng)的，光具有波動(dòng)性最典型的例子就是光的干涉和衍射。
只要光的頻率超過(guò)某一極限頻率，受光照射的金屬表面立即就會(huì)逸出光電子，發(fā)生光電效應(yīng)。當(dāng)在金屬外面加一個(gè)閉合電路，加上正向電源，這些逸出的光電子全部到達(dá)陽(yáng)極便形成所謂的光電流。在入射光一定時(shí)，增大光電管兩極的正向電壓，提高光電子的動(dòng)能，光電流會(huì)隨之增大。但光電流不會(huì)無(wú)限增大，要受到光電子數(shù)量的約束，有一個(gè)最大值，這個(gè)值就是飽和電流。所以，當(dāng)入射光強(qiáng)度增大時(shí)，根據(jù)光子假設(shè)，入射光的強(qiáng)度(即單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位垂直面積的光能)決定于單位時(shí)間里通過(guò)單位垂直面積的光子數(shù)，單位時(shí)間里通過(guò)金屬表面的光子數(shù)也就增多，于是，光子與金屬中的電子碰撞次數(shù)也增多，因而單位時(shí)間里從金屬表面逸出的光電子也增多，飽和電流也隨之增大。

高二物理教案：《光電效應(yīng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

高二物理教案：《光電效應(yīng)》教學(xué)設(shè)計(jì)

三維教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)與技能

(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。

(2)知道愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。

(3)了解康普頓效應(yīng)，了解光子的動(dòng)量

2、過(guò)程與方法：經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問(wèn)題，驗(yàn)證物理規(guī)律。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲，樂(lè)于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。

教學(xué)重點(diǎn)：光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

教學(xué)難點(diǎn)：愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義

教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。

教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備

(一)引入新課

回顧前面的學(xué)習(xí)，總結(jié)人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)的發(fā)展過(guò)程?

三維教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)與技能

(1)通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。

(2)知道愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。

(3)了解康普頓效應(yīng)，了解光子的動(dòng)量

2、過(guò)程與方法：經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問(wèn)題，驗(yàn)證物理規(guī)律。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲，樂(lè)于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。

教學(xué)重點(diǎn)：光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

教學(xué)難點(diǎn)：愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義

教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。

教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備

(一)引入新課

回顧前面的學(xué)習(xí)，總結(jié)人類對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)的發(fā)展過(guò)程?

(多媒體投影，見(jiàn)課件。)光的干涉、衍射現(xiàn)象說(shuō)明光是電磁波，光的偏振現(xiàn)象進(jìn)一步說(shuō)明光還是橫波。19世紀(jì)60年代，麥克斯韋又從理論上確定了光的電磁波本質(zhì)。然而，出人意料的是，正當(dāng)人們以為光的波動(dòng)理論似乎非常完美的時(shí)候，又發(fā)現(xiàn)了用波動(dòng)說(shuō)無(wú)法解釋的新現(xiàn)象——光電效應(yīng)現(xiàn)象。對(duì)這一現(xiàn)象及其他相關(guān)問(wèn)題的研究，使得人們對(duì)光的又一本質(zhì)性認(rèn)識(shí)得到了發(fā)展。

(二)進(jìn)行新課

1、光電效應(yīng)

實(shí)驗(yàn)演示1：(課件輔助講述)用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導(dǎo)線與不帶電的驗(yàn)電器相連)，使驗(yàn)電器張角增大到約為 30度時(shí)，再用與絲綢磨擦過(guò)的玻璃棒去靠近鋅板，則驗(yàn)電器的指針張角會(huì)變大。上述實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了什么?(表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電)

概念：在光(包括不可見(jiàn)光)的照射下，從物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。發(fā)射出來(lái)的電子叫做光電子。

2、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

(1)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)

如圖所示，光線經(jīng)石英窗照在陰極上，便有電子逸出----光電子。光電子在電場(chǎng)作用下形成光電流。

概念：遏止電壓，將換向開關(guān)反接，電場(chǎng)反向，則光電子離開陰極后將受反向電場(chǎng)阻礙作用。當(dāng) K、A 間加反向電壓，光電子克服電場(chǎng)力作功，當(dāng)電壓達(dá)到某一值Uc時(shí)，光電流恰為0。Uc稱遏止電壓。

根據(jù)動(dòng)能定理，有： 。

(2)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律

①光電流與光強(qiáng)的關(guān)系：飽和光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比。

②截止頻率νc ----極限頻率，對(duì)于每種金屬材料，都相應(yīng)的有一確定的截止頻率νc ，當(dāng)入射光頻率ν>νc 時(shí)，電子才能逸出金屬表面;當(dāng)入射光頻率ν

③光電效應(yīng)是瞬時(shí)的。從光開始照射到光電子逸出所需時(shí)間

3、光電效應(yīng)解釋中的疑難

經(jīng)典理論無(wú)法解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

經(jīng)典理論認(rèn)為，按照經(jīng)典電磁理論，入射光的光強(qiáng)越大，光波的電場(chǎng)強(qiáng)度的振幅也越大，作用在金屬中電子上的力也就越大，光電子逸出的能量也應(yīng)該越大。也就是說(shuō)，光電子的能量應(yīng)該隨著光強(qiáng)度的增加而增大，不應(yīng)該與入射光的頻率有關(guān)，更不應(yīng)該有什么截止頻率。

光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明：飽和電流不僅與光強(qiáng)有關(guān)而且與頻率有關(guān)，光電子初動(dòng)能也與頻率有關(guān)。只要頻率高于極限頻率，即使光強(qiáng)很弱也有光電流;頻率低于極限頻率時(shí)，無(wú)論光強(qiáng)再大也沒(méi)有光電流。

光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性。而經(jīng)典認(rèn)為光能量分布在波面上，吸收能量要時(shí)間，即需能量的積累過(guò)程。

為了解釋光電效應(yīng)，愛(ài)因斯坦在能量子假說(shuō)的基礎(chǔ)上提出光子理論，提出了光量子假設(shè)。

4、愛(ài)因斯坦的光量子假設(shè)

(1)內(nèi)容

光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)以能量為hν的微粒形式出現(xiàn)，而且在空間傳播時(shí)也是如此。也就是說(shuō)，頻率為ν 的光是由大量能量為 E =hν的光子組成的粒子流，這些光子沿光的傳播方向以光速 c 運(yùn)動(dòng)。

(2)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程

在光電效應(yīng)中金屬中的電子吸收了光子的能量，一部分消耗在電子逸出功W0，另一部分變?yōu)楣怆娮右莩龊蟮膭?dòng)能Ek。由能量守恒可得出：

W0為電子逸出金屬表面所需做的功，稱為逸出功。Wk為光電子的最大初動(dòng)能。

(3)愛(ài)因斯坦對(duì)光電效應(yīng)的解釋

①光強(qiáng)大，光子數(shù)多，釋放的光電子也多，所以光電流也大。

②電子只要吸收一個(gè)光子就可以從金屬表面逸出，所以不需時(shí)間的累積。

③從方程可以看出光電子初動(dòng)能和照射光的頻率成線性關(guān)系

④從光電效應(yīng)方程中，當(dāng)初動(dòng)能為零時(shí)，可得極限頻率： 愛(ài)因斯坦光子假說(shuō)圓滿解釋了光電效應(yīng)，但當(dāng)時(shí)并未被物理學(xué)家們廣泛承認(rèn)，因?yàn)樗耆`背了光的波動(dòng)理論。

5、光電效應(yīng)理論的驗(yàn)證

美國(guó)物理學(xué)家密立根，花了十年時(shí)間做了“光電效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在1915年證實(shí)了愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程，h 的值與理論值完全一致，又一次證明了“光量子”理論的正確。

6、展示演示文稿資料：愛(ài)因斯坦和密立根

由于愛(ài)因斯坦提出的光子假說(shuō)成功地說(shuō)明了光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，榮獲1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

密立根由于研究基本電荷和光電效應(yīng)，特別是通過(guò)著名的油滴實(shí)驗(yàn)，證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

點(diǎn)評(píng)：應(yīng)用物理學(xué)家的歷史資料，不僅有真實(shí)感，增強(qiáng)了說(shuō)服力，同時(shí)也能對(duì)學(xué)生進(jìn)行發(fā)放教育，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，激發(fā)學(xué)生的探索精神。

光電效應(yīng)在近代技術(shù)中的應(yīng)用

(1)光控繼電器

可以用于自動(dòng)控制，自動(dòng)計(jì)數(shù)、自動(dòng)報(bào)警、自動(dòng)跟蹤等。

(2)光電倍增管

可對(duì)微弱光線進(jìn)行放大，可使光電流放大105~108倍，靈敏度高，用在工程、天文、科研、軍事等方面。