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光電效應高三物理教案

時間:2022-12-30 14:41:36 教案 我要投稿
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光電效應高三物理教案

  作為一位無私奉獻的人民教師,通常會被要求編寫教案,編寫教案有利于我們弄通教材內(nèi)容,進而選擇科學、恰當?shù)慕虒W方法。快來參考教案是怎么寫的吧!以下是小編收集整理的光電效應高三物理教案,供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。

光電效應高三物理教案

光電效應高三物理教案1

  教學目標

  知識目標

  (1)知道光電效應現(xiàn)象

  (2)知道光子說的內(nèi)容,會計算光子頻率與能量間的關系

  (3)會簡單地用光子說解釋光電效應現(xiàn)象

  (4)知道光電效應現(xiàn)象的一些簡單應用

  能力目標

  培養(yǎng)學生分析問題的能力

  教學建議

  教材分析

  分析一:課本中先介紹光電效應現(xiàn)象,再學習光子說,最后用光子說解釋光電效應現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。本節(jié)內(nèi)容說明光具有粒子性,從而引出量子論的基本知識。

  分析二:光電效應有如下特點:

  ①光電效應在極短的時間內(nèi)完成;

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

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

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

  教法建議

  建議一:對于光電效應現(xiàn)象先要求學生記住光電效應的實驗現(xiàn)象,然后運用光子說去解釋它,這樣可以加深學生的理解。

  建議二:學生應該會根據(jù)逸出功求發(fā)生光電效應的'極限頻率,但可以不要求運用愛因斯坦光電效應方程進行計算。

  教學設計示例

  光電效應、光子

  教學重點:光電效應現(xiàn)象

  教學難點:運用光子說解釋光電效應現(xiàn)象

  示例:

  一、光電效應

  1、演示光電效應實驗,觀察實驗現(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

  3、現(xiàn)象:

  (1)光電效應在極短的時間內(nèi)完成;

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

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

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

  4、學生看書上表格常見金屬發(fā)生光電效應的極限頻率

  5、提出問題:為什么會發(fā)生3中的現(xiàn)象

  二、光子說

  1、普朗克的量子說

  2、愛因斯坦的光子說

  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,簡稱光子。

  三、用光子說解釋光電效應現(xiàn)象

  先由學生閱讀課本上的解釋過程,然后教師提出問題,由學生解釋。

  四、光電效應方程

  1、逸出功

  2、愛因斯坦光電效應方程

  對一般學生只需簡單介紹

  對層次較好的學生可以練習簡單計算,深入理解方程的意義

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

  五、光電效應的簡單應用

  六、作業(yè)

  探究活動

  題目:光電效應的應用

  組織:分組

  方案:分組利用光電二極管的特性制作小發(fā)明

  評價:可操作性、創(chuàng)新性、實用性

光電效應高三物理教案2

  1、知識與技能

  (1)通過實驗了解光電效應的實驗規(guī)律。

  (2)知道愛因斯坦光電效應方程以及意義。

  (3)了解康普頓效應,了解光子的動量

  2、過程與方法:經(jīng)歷科學探究過程,認識科學探究的意義,嘗試應用科學探究的方法研究物理問題,驗證物理規(guī)律。

  3、情感、態(tài)度與價值觀:領略自然界的奇妙與和諧,發(fā)展對科學的好奇心與求知欲,樂于探究自然界的奧秘,能體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。

  教學重點:光電效應的實驗規(guī)律

  教學難點:愛因斯坦光電效應方程以及意義

  教學方法:教師啟發(fā)、引導,學生討論、交流。

  教學用具:投影片,多媒體輔助教學設備

  (一)引入新課

  回顧前面的學習,總結(jié)人類對光的本性的認識的發(fā)展過程?

  (多媒體投影,見課件。)光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光是電磁波,光的偏振現(xiàn)象進一步說明光還是橫波。19世紀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,正當人們以為光的波動理論似乎非常完美的時候,又發(fā)現(xiàn)了用波動說無法解釋的新現(xiàn)象——光電效應現(xiàn)象。對這一現(xiàn)象及其他相關問題的研究,使得人們對光的又一本質(zhì)性認識得到了發(fā)展。

  (二)進行新課

  1、光電效應

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

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

  2、光電效應的實驗規(guī)律

  (1)光電效應實驗

  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。光電子在電場作用下形成光電流。

  概念:遏止電壓,將換向開關反接,電場反向,則光電子離開陰極后將受反向電場阻礙作用。當K、A間加反向電壓,光電子克服電場力作功,當電壓達到某一值Uc時,光電流恰為0。Uc稱遏止電壓。

  根據(jù)動能定理,有:

  (2)光電效應實驗規(guī)律

  ①光電流與光強的關系:飽和光電流強度與入射光強度成正比。

  ②截止頻率νc----極限頻率,對于每種金屬材料,都相應的有一確定的截止頻率νc,當入射光頻率ν>νc時,電子才能逸出金屬表面;當入射光頻率ν<νc時,無論光強多大也無電子逸出金屬表面。

  ③光電效應是瞬時的。從光開始照射到光電子逸出所需時間<10-9s。

  3、光電效應解釋中的疑難

  經(jīng)典理論無法解釋光電效應的實驗結(jié)果。

  經(jīng)典理論認為,按照經(jīng)典電磁理論,入射光的光強越大,光波的電場強度的振幅也越大,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該越大。也就是說,光電子的能量應該隨著光強度的增加而增大,不應該與入射光的頻率有關,更不應該有什么截止頻率。

  光電效應實驗表明:飽和電流不僅與光強有關而且與頻率有關,光電子初動能也與頻率有關。只要頻率高于極限頻率,即使光強很弱也有光電流;頻率低于極限頻率時,無論光強再大也沒有光電流。

  光電效應具有瞬時性。而經(jīng)典認為光能量分布在波面上,吸收能量要時間,即需能量的積累過程。

  為了解釋光電效應,愛因斯坦在能量子假說的基礎上提出光子理論,提出了光量子假設。

  4、愛因斯坦的光量子假設

  (1)內(nèi)容

  光不僅在發(fā)射和吸收時以能量為hν的微粒形式出現(xiàn),而且在空間傳播時也是如此。也就是說,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運動。

  (2)愛因斯坦光電效應方程

  在光電效應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)楣怆娮右莩龊蟮腵動能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能。

  (3)愛因斯坦對光電效應的解釋

  ①光強大,光子數(shù)多,釋放的光電子也多,所以光電流也大。

  ②電子只要吸收一個光子就可以從金屬表面逸出,所以不需時間的累積。

  ③從方程可以看出光電子初動能和照射光的頻率成線性關系

  ④從光電效應方程中,當初動能為零時,可得極限頻率:

  愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應,但當時并未被物理學家們廣泛承認,因為它完全違背了光的波動理論。

  5、光電效應理論的驗證

  美國物理學家密立根,花了十年時間做了“光電效應”實驗,結(jié)果在1915年證實了愛因斯坦光電效應方程,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:愛因斯坦和密立根

  由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電效應的實驗規(guī)律,榮獲1921年諾貝爾物理學獎。

  密立根由于研究基本電荷和光電效應,特別是通過著名的油滴實驗,證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學獎。

  點評:應用物理學家的歷史資料,不僅有真實感,增強了說服力,同時也能對學生進行發(fā)放教育,有利于培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和科學精神,激發(fā)學生的探索精神。

  光電效應在近代技術中的應用

  (1)光控繼電器

  可以用于自動控制,自動計數(shù)、自動報警、自動跟蹤等。

  (2)光電倍增管

  可對微弱光線進行放大,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。

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