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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容，進而選擇科學、恰當的教學方法�？靵韰⒖冀贪甘窃趺磳懙陌桑∫韵率切【幨占淼墓怆娦呷锢斫贪�，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1
教學目標
知識目標
�。�1）知道光電效應現象
（2）知道光子說的內容，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象
（4）知道光電效應現象的一些簡單應用
能力目標
培養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象，再學習光子說，最后用光子說解釋光電效應現象產生的原因。本節內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完成；
②入射光的頻率大于金屬的極限頻率才會發生光電效應現象；
�、墼谝呀洶l生光電效應的條件下，逸出的光電子的數量跟入射光的強度成正比；
�、茉谝呀洶l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：對于光電效應現象先要求學生記住光電效應的實驗現象，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：學生應該會根據逸出功求發生光電效應的'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：光電效應現象
教學難點：運用光子說解釋光電效應現象
示例：
一、光電效應
1、演示光電效應實驗，觀察實驗現象
2、在光的照射下物體發射光子的現象叫光電效應
3、現象：
�。�1）光電效應在極短的時間內完成；
�。�2）入射光的頻率大于金屬的極限頻率才會發生光電效應現象；
�。�3）在已經發生光電效應的條件下，逸出光電子的數量跟入射光的強度成正比；
�。�4）在已經發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生光電效應的極限頻率
5、提出問題：為什么會發生3中的現象
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
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明
評價：可操作性、創新性、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，驗證物理規律。
3、情感、態度與價值觀：領略自然界的奇妙與和諧，發展對科學的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規律的艱辛與喜悅。
教學重點：光電效應的實驗規律
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、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，總結人類對光的本性的認識的發展過程?
(多媒體投影，見課件。)光的干涉、衍射現象說明光是電磁波，光的偏振現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。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，又發現了用波動說無法解釋的新現象——光電效應現象。對這一現象及其他相關問題的研究，使得人們對光的又一本質性認識得到了發展。
(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，從物體發射電子的現象叫做光電效應。發射出來的電子叫做光電子。
2、光電效應的實驗規律
(1)光電效應實驗
如圖所示，光線經石英窗照在陰極上，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。
根據動能定理，有：
(2)光電效應實驗規律
�、俟怆娏髋c光強的關系：飽和光電流強度與入射光強度成正比。
�、诮刂诡l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
經典理論無法解釋光電效應的實驗結果。
經典理論認為，按照經典電磁理論，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)內容
光不僅在發射和吸收時以能量為hν的微粒形式出現，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，另一部分變為光電子逸出后的`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
�、俟鈴姶螅庾訑刀�，釋放的光電子也多，所以光電流也大。
�、陔娮又灰找粋�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放教育，有利于培養學生的科學態度和科學精神，激發學生的探索精神。
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、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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