1、1.通过实验了解光电效应的实验规律。2.知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。3.了解康普顿效应,了解光子的动量。首先提出光是什么,让学生进行发散讨论,引入新课内容光的粒子性。通过光电效应实验,得出光电效应的概念,接着通过视频,观察光电效应实验的规律,和学生共同总结出光电效应实验的三条规律。又通过“无法用经典的波动理论来解释光电效应”,提出三个结论都与实验结果相矛盾的问题,引出爱因斯坦的光电效应方程。最后通过光电效应理论的验证的介绍,验证了爱因斯坦的光电效应方程理论的正确性,并且补充了光电效应在近代技术中的应用。在光电效应的实验中,利用视频演示了锌板在紫外光和白炽灯照射下发生的现象,使学生产生了浓
2、厚的学习兴趣。并通过展示原理图,让学生了解光电效应实验的原理和规律。在介绍爱因斯坦的光电效应方程理论的时候,可以结合学生以往对功能关系的学习,进而得出矛盾的观点,引出光电效应理论的验证,并通过光控继电器和光电倍增管的例子,说明光电效应在近代技术中的应用,使学生能结合生活生产活动,联系物理的理论学习。太阳能是比较环保又很经济的能源,利用太阳能电板可以将太阳光转化成电能储存起来,充当电源。那么光是什么呢,那么本节课我们就一起来学习。把一块锌板连接在验电器上,用紫外线照射锌板,观察验电器指针的变化。光电效应使验电器张角增大到约为 30度时,再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
3、。表明锌板在射线照射下失去电子而带正电!定义:当光线照射在金属表面时,金属中有电子逸出的现象,称为光电效应。逸出的电子称为光电子。光电子定向移动形成的电流叫光电流。1887年,赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现,接 收电路的间隙如果受到光照就更容易产生电火花。这就 是最早的光电效应。后来经过汤姆逊等多名科学家的实验研究,证实了 这个现象,即照射到金属表面的光,能使金属中的电子 从表面逸出,这个现象就叫光电效应。光电效应规律1.存在饱和电流光照不变,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。实验表明:入射光越强,饱和电流越大,单位时间
4、内发射的光电子数越多。AK阳极阴极VGv加反向电压,如图所示:光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反,光电子做减速运动。若U=0 时,I 0,因为电子有初速度。则 I=0,式中 Uc 为遏止电压。2.存在遏止电压和截止频率遏止电压 Uc:使光电流减小到零的反向电压 EEUFKA2ecc12 m veU速率最大的是 vc最大初动能IIs1Uc1OU黄光(强)黄光(弱)遏止电压饱和电流蓝光 Uc2Is2Is3实验表明:对于一定颜色(频率)的光,无论光的强弱如何,遏止电压是一样的。光的频率 改变时,遏止电压也会改变。光电子的最大初动能只与入射光的频率有关,与入射光的强弱无关。2ecc12 m ve
5、U截止频率:对于每种金属,都有相应确定的截止频率 c。当入射光频率 c 时,电子才能逸出金属表面;当入射光频率 W0 时,才有光电子逸出,vc=W0/h 就是光电效应的截止频率。4.光电效应理论的验证 美国物理学家密立根,花了十年时间做了“光电效应”实验,结果在 1915 年证实了爱因斯坦方程,h 的值与理论值完全一致,又一次证明了“光量子”理论的正确。放大器控制机构1.光控继电器 可对微弱光线进行放大,可使光电流放大 105 108 倍,灵敏度高,用在工程、天文、科研、军事等方面。2.光电倍增管K1K2K3K4K5KA1.光电效应现象2.光电效应实验规律4.爱因斯坦的光电效应方程3.光电效应
6、解释中的疑难5.光电效应在近代技术中的应用1.在演示光电效应的实验中,原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连,用弧光灯照射锌板时,验电器的指针就张开一个角度,如图所示,这时()A.锌板带正电,指针带负电B.锌板带正电,指针带正电C.锌板带负电,指针带正电D.锌板带负电,指针带负电B2.一束黄光照射某金属表面时,不能产生光电效应,则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是()A.延长光照时间B.增大光束的强度C.换用红光照射D.换用紫光照射D3.根据图所示研究光电效应的电路,利用能够产生光电效应的两种(或多种)已知频率的光来进行实验,怎样测出普朗克常量?根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量,写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。101eUWh202eUWh解:当入射光频率分别为 1、2 时,测出遏止电压 U1、U2,由爱因斯坦光电效应方程可得联立上两式,解得eUUh2121 其中 e 为电子的电量,测出 U1与 U2就可测出普朗克常量实验步骤:(1)将图中电路图的电源正负对调,滑动变阻器滑动触头滑至最左边,用频率为 1 的光照射,此时电流表中有电流;将滑动变阻器滑动触头缓慢右滑,同时观察电流表,当电流表示数为零时,停止滑动。记下伏特表的示数U1。(2)用频率为 2的光照射,重复(1)的操作,记下伏特表的示数U2。(4)多次测量取平均值。(3)应用计算 h。eUUh2121