第18章第03节光电效应教案01 人教版 3页

第16单元：光电效应 ‎ 教学目的：1、了解光电效应产生的条件、特点和规律，及在科学技术上的应用。‎ ‎2、光子的量子性、光的光子说及其建立过程。会运用爱因斯坦光电方程解释光电效 应现象。‎ ‎3、培养学生运用新的物理模型。分析研究微观粒子行为规律，从而对宏观实验加以解释的能力。‎ 教学过程：‎ 一、导入新课 ‎1、光电效应。‎ 光的电磁说，使光的理论发展到相当完美的地步，取得了巨大成就，但是并不能解释所有的光现象，光电效应现象的出现，光的电磁说遇到了不可克服的困难。‎ 演示光电效应实验：‎ 锌板被光照后，验电器带正电，‎ 说明从锌板表面上发射出电子 在光（包括不可见光）照射下 从物体发射出电子（光子）的现象叫做光电效应。‎ 对光电效应的研究，得出如下结论 ‎（1）任何一种金属，都有一个极限频率，入射光频率必须大于这个极限频率才能产生光电效应 ‎（2）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光频率的增大而增大（线性关系）‎ ‎（3）入射光照到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的（ t﹤10-9秒）‎ ‎（4）当入射光频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光强度成正比。‎ 这就是光电效应的规律。‎ 金属中的自由电子，由于受到晶格正离子的吸引，必须从外部获得足够能量才能从金属中逸出。‎ 按照波动理论，光的能量是由光的强度决定的，而光的强度又是由光波的振幅决定的，跟频率无关。因此无论光的频率如何，只要光的强度足够大或照射时间足够长，都能使电子获得足够的能量产生光电效应。然而这跟实验结果是直接矛盾的，所以无法用经典的波动理论来解释光电效应。‎ ‎2、光子说 ‎1900年德国物理学家普朗克在研究“电磁场辐射的能量分布”时发现，只有认为电磁波的发射和吸收不是连续的，而是一份一份地进行的，每一份的能量等于hr，理论计算的结果才能跟实验事实完全符合。‎ 普朗克恒量h=6.63×10-34焦耳．秒 爱因斯坦在上述学说的启发下,于1905年提出光的光子说,在空间传播的光也不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子,光子的能量与频率成正比.E=hr 光子说对光电效应的解释:‎ 当光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收能量足够大,能克服金属内部的引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子.‎ 根据能量守恒定律:‎ mv2/2=hr-W(光电方程)‎ mv2/2___光电子最大初动能 W______金属的逸出功 ‎3、光电管 光电管是利用光电效应把光信号转化为电信号的器件 构造原理：‎ 应用：自动化装置、有声电影、无线 电传真和光纤通信技术中 巩固练习：‎ 1、 用可见光照射锌板，能否产生光电效应？‎ 2、 用一红光照射铯材料，不产生光电效应，如果用一个凸透镜将红光聚焦到此金属上，并经历相当长时间，能否产生光电效应？为什么？‎ 1、 有两束强度相同的光，以不同的入射角，分别入射到两块相同的金属板上，在相同的时间内，从金属板逸出的电子数目是否相等？‎ 2、 在图中，直线PQ表示光电子的最大初动能与入射光频率r的变化关 （1） 图中哪一个值可确定普朗克恒量h。‎ （2） 图中哪一个线段表示极限频率r0的值。‎ （3） 图中哪一个线段相当于金属的逸出功W。 ‎