2.3光是波還是粒子.doc

（1）思考：如何檢驗(yàn)電子是否從鋅板逸出？可以在鋅板上接一個(gè)驗(yàn)電器，由于鋅板和驗(yàn)電器帶同種電荷，只要能檢驗(yàn)出驗(yàn)電器帶正電，就說明有電子逸出；或者能接個(gè)電流表看電流表是否有示數(shù)（2）想一想：為什么要獲得足夠多的能量呢？獲得的能量去哪了？由于有原子核的吸引力，電子要獲得足夠多的能量才能克服原子核的引力做功，從而跑出來（3） 猜一猜：電子要逸出需要獲得足夠多的能量，按照波動(dòng)理論，對(duì)光源有什么要求？越強(qiáng)越好通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件與什么因素有關(guān)？與什么因素?zé)o關(guān)？（猜想的同學(xué)回答）與光的強(qiáng)弱無關(guān)，與光的頻率有關(guān)。對(duì)光的頻率大小有什么要求，才更容易發(fā)生光電效應(yīng)？（猜想的同學(xué)回答）頻率越大的（4） 思考：由愛因斯坦的光電效應(yīng)方程來看，至少吸收多少能量（頻率）的光子，才可能有光電子逸出？頻率滿足什么條件？ v（5）1.對(duì)同一金屬，入射光頻率變大，光電子的最大初動(dòng)能怎樣變化？變大2. 最大動(dòng)能容易測(cè)量嗎？不容易，因?yàn)楣怆娮訑?shù)量多，也不知道哪個(gè)跑的最快，而且速度本身也不容易測(cè)量。（6）討論：為使電流為0光電子做什么運(yùn)動(dòng)？怎樣讓它做這種運(yùn)動(dòng)？研究哪個(gè)光電子的運(yùn)動(dòng)？做減速運(yùn)動(dòng)加一個(gè)電場(chǎng)，使電子受到向右的電場(chǎng)力。也就是左邊接電源正極，右邊接負(fù)極。研究跑的最快的那個(gè)。如果它不能到陽(yáng)極，所有的光電子都不能到陽(yáng)極了。（7）思考：怎樣讓單位時(shí)間產(chǎn)生的光電子盡可能多的運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極？加一個(gè)電場(chǎng)，使電子都做加速運(yùn)動(dòng)，調(diào)節(jié)電壓讓電壓足夠大，就有盡可能多的電子跑到陽(yáng)極，從而電流就更大。（8） 根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)理論，這個(gè)現(xiàn)象說明了什么？強(qiáng)光的飽和電流大，說明強(qiáng)光的光電子數(shù)多，也就說明強(qiáng)光的光子多。2.每一種理論都一定有相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象3.波動(dòng)性一定正確嗎？我們能否用波動(dòng)理論來解釋一切的光學(xué)現(xiàn)象呢？ 4.看一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)：鋅板，電子在核外會(huì)受到原子核的吸引力從而繞核運(yùn)動(dòng)，因此通常鋅板是很穩(wěn)定的。假如想要讓電子掙脫原子核的吸引力跑出來，那肯定要通過外界。電子從外界獲得什么才有可能跑出來？跑出來的電子如何檢驗(yàn)?zāi)?？（生答?通過什么方式來獲得能量呢？（自答）光照當(dāng)然也包括不可見光 板書【光電效應(yīng)】5.看一下這個(gè)實(shí)驗(yàn)：鋅板，電子在核外會(huì)受到原子核的吸引力從而繞核運(yùn)動(dòng)，因此通常鋅板是很穩(wěn)定的。假如想要讓電子掙脫原子核的吸引力跑出來，那肯定要通過外界。電子從外界獲得什么才有可能跑出來？跑出來的電子如何檢驗(yàn)?zāi)?？（生答?通過什么方式來獲得能量呢？（自答）光照當(dāng)然也包括不可見光 板書【光電效應(yīng)】6.有電子逸出的電極稱為陰極（即K），另一個(gè)為陽(yáng)極（即A）。從陰極K發(fā)射出來的光電子有一定的動(dòng)能，會(huì)向各個(gè)方向運(yùn)動(dòng)，如果運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極A，就會(huì)產(chǎn)生電流（即光電流）。介紹實(shí)驗(yàn)裝置（主要是濾光片）實(shí)驗(yàn)時(shí)先藍(lán)光，后紅光，瞬時(shí)性穿插在里面 兩個(gè)問題都讓猜想的同學(xué)回答。 看來經(jīng)典波動(dòng)理論出現(xiàn)了矛盾。我們要呼喚新的思想、新的觀念、新的理論7.當(dāng)時(shí)的物理學(xué)界普遍認(rèn)為，物理學(xué)的大廈已經(jīng)基本建成，后輩們只要做一些零碎的修補(bǔ)工作。有遠(yuǎn)見的開爾文也指出20世紀(jì)的研究方向?yàn)楫?dāng)時(shí)物理大廈頭頂上的兩朵烏云。普朗克面對(duì)第二朵烏云：黑體輻射的紫外災(zāi)難，建立了能量子觀點(diǎn)。年輕的愛因斯坦正是從前輩們的理論中得到啟示，為解釋與經(jīng)典波動(dòng)理論相矛盾的光電效應(yīng)現(xiàn)象，大膽地提出了他的光子說。8.從此，研究光的本性的年輪上刻上了愛因斯坦的名字。9.由于逸出功是指表層電子，它們要掙脫原子核的束縛逸出所做的功是最小的，那么它們獲得的動(dòng)能就是最大的，稱最大初動(dòng)能。板書：2.愛因斯坦光電效應(yīng)理論 光子說：E=hv 光電效應(yīng)方程：Ek=hv-W010.板書：光電效應(yīng)現(xiàn)象：截止頻率 瞬時(shí)性11.愛因斯坦給出光電效應(yīng)的解釋時(shí)，實(shí)驗(yàn)測(cè)量尚不精確，這種觀點(diǎn)和經(jīng)典理論觀點(diǎn)大相徑庭，不被認(rèn)可，甚至說成“在思辨中迷失目標(biāo)”的“冒昧的假設(shè)”。我們要進(jìn)一步研究光電效應(yīng)現(xiàn)象，而光子不容易研究，被打出來的光電子還是能研究的。光電效應(yīng)方程中提出最大初動(dòng)能，這是我們一個(gè)切入點(diǎn)。1.對(duì)同一金屬，入射光頻率變大，光電子的最大初動(dòng)能怎樣變化？（生答）2.動(dòng)能 容易測(cè)量嗎？（生答）動(dòng)能測(cè)不出來，理論上頻率越大，動(dòng)能越大，可實(shí)際上是不是這樣我們不知道，看來需要將它轉(zhuǎn)化掉。12.既然要讓它電流減為0，直接接正負(fù)極就失去了調(diào)節(jié)性，加一個(gè)滑動(dòng)變阻器來調(diào)節(jié)光電管的反向電壓。板書：遏止電壓。根據(jù)動(dòng)能定理，我們?nèi)菀椎玫?，在根?jù)光電效應(yīng)方程，得到。將動(dòng)能這個(gè)不易測(cè)量的量轉(zhuǎn)化為易測(cè)量的可視的量。13.看來遏止電壓和頻率滿足簡(jiǎn)單的線性關(guān)系，寫成這種形式。表達(dá)式的斜率是什么？如果能得到斜率，在通過可以算出實(shí)際的普朗克常量，再對(duì)照理論值，就可以說明這個(gè)方程的準(zhǔn)確性了。得到斜率就需要描點(diǎn)作圖，看來我們需要做幾組遏止電壓和頻率的數(shù)據(jù)，通過表格記錄和圖像擬合，從而得出斜率。請(qǐng)兩位同學(xué)協(xié)助，一位同學(xué)操作，一位同學(xué)記錄。操作的同學(xué)要緩慢調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器讓反向電壓減小的慢一點(diǎn)，讓電流緩慢減到0，恰好到0時(shí)可以讀數(shù)。頻率越大的遏止電壓的確越大。14.你覺得你的操作和讀數(shù)有誤差嗎？15.我們還可以研究什么？剛才我們讓電流減為0，不讓光電子運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極，而光電子運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極就會(huì)有電流。根據(jù)電流的定義：。跑出來的光電子運(yùn)動(dòng)方向各異，怎樣才能讓盡可能多的光電子跑到陽(yáng)極？16.提醒要說同一頻率的光。17.人們認(rèn)識(shí)光的本性的歷史過程曲折，恰恰反映了人類不斷發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)新現(xiàn)象的迫切希望，正是他們對(duì)事物本性的執(zhí)著探索與對(duì)科學(xué)的不懈追求，才使得我們的生活更加美好。而愛因斯坦提出的光量子假說具有劃時(shí)代的意義，推動(dòng)了量子力學(xué)的發(fā)展。任何一個(gè)理論的提出都不是那么容易驗(yàn)證的，需要時(shí)間的積淀、技術(shù)的發(fā)展和思維觀念的一些轉(zhuǎn)變。所以愛因斯坦光子說的成功也