高二物理教案：《光電效應》教學設計(2)
來源：網絡整理 2018-11-20 14:40:05
(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
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。
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