光电效应完美版.pdf

第一单元（ 3 ）光电效应·教案 一、教学目标 1．应该掌握的知识方面． (1) 光电效应现象具有哪些规律． (2) 人们研究光电效应现象的目的性． (3) 爱因斯坦的光子说对光电效应现象的解释． 2 ．培养学生分析实验现象，推理和判断的能力方面． (1) 观察用紫外线灯照射锌板的实验，分析现象产生的原因． (2) 观察光电效应演示仪的实验过程，掌握分析现象所得到的结论． 3 ．结合物理学发展史使学生了解到科学理论的建立过程，渗透科学研究方法的教育． 二、重点、难点分析 1．光电效应现象的基本规律、 光子说的基本思想和做好光电效应的演示实验是本节课的 重点． 2 ．难点是 (1) 对光的强度的理解， (2) 发生光电效应时光电流的强度为什么跟光电子的最 大初动能无关，只与入射光的强度成正比． 三、教具 锌板、验电器、紫外线灯、白炽灯、丝绸、玻璃棒、光电效应演示仪． 四、主要教学过程 ( 一 ) 新课的引入 光的波动理论学说虽然取得了很大的成功，但并未达到十分完美的程度．光的有些现象 波动说遇到了很大的困难，请观察光电效应现象． ( 二 ) 教学过程的设计 1．演示实验． 将锌板与验电器用导线连接，用细砂纸打磨锌板表面．把丝绸摩擦过的玻璃棒放在锌板 附近，用紫外线灯照射锌板． 边演示边提问： 紫外线灯打开前后， 验电器指针有什么变化？这一现象说明了什么问题？ 引导学生分析并得出结论：光线照射金属表面，金属失去了电子导致验电器指针张开一 角度． 明确指出光电效应是光照射金属表面， 使物体发射电子的现象． 照射的光可以是可见光， 也可以是不可见光．发射出的电子叫光电子． 说明：这个实验如果按照课本上的装置进行效果很不理想，因为紫外线照射锌板飞出电 子时锌板带正电，在锌板附近形成电场又将电子吸附回去．锌板电势升到很小的值就使逸出 和返回的电子达到动态平衡，很难使验电器指针明显地张开． 2 ．进一步研究光电效应． 以上实验改用很强的白炽灯照射，却不能发生光电效应．向学生提出问题：光电效应的 发生一定是有条件的，存在着一定规律．有什么规律呢？让我们进一步研究． 向学生介绍光电效应演示仪．在黑板上画一示意图，如图所示． S 为抽成真空的光电管， C 是石英窗口， 光线可通过它照射到金属板 K 上， 金属板 A 和 K 组成一对电极与外部电路相连 接．光源为白炽灯，在光源和石英窗口 C之间插入不同颜色的滤光片可以改变入射光的频率， 光源的亮度可以通过另一套装置调节． 观察现象一： 在没有光照射 K时，电压表 有示数，电流表没有示数，说明什么？ 明确： AK 之间有电场存在，但没有光电子逸出，说明没有发生光电效应． 提出问题：要发生光电效应，是不是用任何频率的光线照射都行？是不是弱光线不行， 只要光的强度足够大就行？是不是只要有足够大的电场电压就行？ 观察现象二： 保持 AK 间电压一定，灯泡亮度一定，在窗口 C 前依次放上红色、橙色、绿色滤光片， 观察到红光照射金属板 K 时没有光电流，橙光和绿光照射时有光电流．用红光照射时改变入 射光的亮度和改变电场电压都不发生光电效应．让学生考虑原因． 结论一：入射光线的频率大于等于该金属的极限频率 υ0 才能产生光电效应． 观察现象三： 逐渐减小 KA 间的正向电压， 直到电压为零时， 电流表仍有示数， 说明光电流依然存在． 如 果在 KA 间加一反向电压，则光电流变小，增大反向电压，使光电流刚好为零． 提出问题： 为什么 KA 间没有电场， 仍然有光电流？也就是说仍然有光电子从 K 极板飞向 A 极板呢？在 KA间加反向电压，光电子在电场中受力方