2015-2016学年人教版选修3-5光的粒子性教案

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1、星期课时:NO:课题光的粒子性课型新授教学目标1.知识与技能：了解光电效应的实验规律。爱因斯坦光电效应方程以及意义2.过程与方法：通过实验了解光电效应的实验规律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重占电效应的实验规律。爱因斯坦光电效应方程以及意义教（学）具.资料难点爱因斯坦光电效应方程以及意义投影仪关键尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律学情分析教学内容主导调控吋问主体活动时间-mev^=eUc当入射光频率V

2、磁波，光的偏振现象进一步说明光还是橫波。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一一光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一木质性认识得到了发展。一.光电效应：物体在光的照射下（包括不可见光）发出电子的现象仁教师演示：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，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。**提问：上述实验说明了什么？**学

3、生：表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。2.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。电子定向移动形成的电流叫光电流。二.光电效应的实验规律：介绍实验装置，原理仁存在饱和电流且入射光越强，饱和电流越大：光照不变，增大Uak,G表中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。因为光照条件一定时,K发射的电子数目一定。实验还表明：入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。2.存在遏止电压和截止频率：a.存在遏止电压仏:解释方程：由动能定理：实验还表明：光电子的最大初动能只与入射光的

4、频率有关，与入射光的强弱无关。b.存在极限（截止〉频率vc：对于每种金属，都有确定的极限频率VCo当入射光频率VC时，电子才能逸出金属表而;时，无论光强多大也无电子逸出金属表面3•具有瞬时性：更精确的研究推知，光电子发射所经过的时间不超过10「9秒总结：①存在极限频率：入射光的频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，低于这个频率就不能发生光电效应；②当入射光的频率大于极限频率时：入射光越强，饱和电流越大；③光电子的最大初动能与入射光的强度无关：只随着入射光的频率增大而增大④具有瞬时性：光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10-9秒.三.爱

5、因斯坦光效应方程：1•光子说：光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为V的光的能量子为hv°这些能量子后来被称为光子E二hv2•光电效应方程：EK=hv-WoWo称为逸出功逸出功Wo：电子克服原子核的束缚，从材料表面逸出所需的最小能量，称为逸出功3.光子说对光电效应的解释：4•光子说意义：证明了光具有粒子性。四.康普顿效应：1•光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。2•康普顿效应：1923年康普顿在做X射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长

6、的射线，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长和散射物质都无关。3•光子的动量：E=mc2E=hyhv门hvhvh•••m=9P=me=•€=——=—c2c1cA意义：1.有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设；2•首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设3.证实了在微观世界的碰撞中，动量和能量守恒定律仍然是成立的。枠光电效应解释中的困难：经典理论无法解释光电效应的实验结果。经典埋论认为，按照经典电緘理论，入射光的光强越大，光波的电场强度的扳幅也越大，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

7、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H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而上，吸收能量要时间，即需能量的枳累过程。为了解释光电效应，發因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设板书设计一光电效应・i三・爱因斯坦光效应方程：护由玛方們宝吟额建."•光子说：光本身就是由一个个不可分尤电以应的头验规律•i割的能量子组成的，频

8、率为1/的光的①对于任何一种金属，都有一个极限频率，入射光的i能量子为〃八这些能量子后来被称为频率必须大于这个极限频率，才能发生光电效应，［竟享低于这个频率就不能发