《光電效應(yīng)》教案

光電效應(yīng)教案示例一、教學(xué)目標：（一）知識目標：1、了解光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件、規(guī)律及光子學(xué)說．2、了解光的量子性，會用光子說解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象．（二）能力目標：1、培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、分析能力，對實驗事實加以解釋的能力．（三）情感目標：1、引導(dǎo)學(xué)生探索知識之間的聯(lián)系，滲透了“當理論與新的實驗事實不相符時，要根據(jù)事實建立新的理論”——即實踐是檢驗真理的唯一標準的科學(xué)思想．二、教學(xué)用具：光電效應(yīng)演示器，應(yīng)急燈，紫外線燈，X射線管，感應(yīng)圈，靈敏檢流計．三、教學(xué)重點和難點：從實驗現(xiàn)象總結(jié)出光電效應(yīng)的規(guī)律，經(jīng)典理論在解釋光電效應(yīng)遇到的困難．四、課堂總體設(shè)計：發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用，以演示實驗為基礎(chǔ)，逐步引導(dǎo)學(xué)生通過對演示現(xiàn)象的觀察，得出光電效應(yīng)的規(guī)律．通過對經(jīng)典波動理論無法解釋光電效應(yīng)的分析，培養(yǎng)學(xué)生運用已知知識分析新的事驗事實的能力，讓學(xué)生進一步體會到實踐是檢驗真理的唯一標準．五、教學(xué)過程：（一）課題引入前幾節(jié)課我們了解了人們在研究光的本性過程提出的幾種有代表性的學(xué)說．（由于前面幾節(jié)內(nèi)容已經(jīng)涉及了光的微粒說和波動說的發(fā)展過程，可以簡單回顧）自從麥克斯韋提出光的電磁說，赫茲又用實驗證實了麥克斯韋的理論后，光的波動理論發(fā)展到了完善的地步．可是，光電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)又給光的波動理論帶來了前所未有的困難．今天我們就來通過實驗研究光電效應(yīng)的規(guī)律，并且通過分析光電效應(yīng)的規(guī)律弄清為什么波動理論無法解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象．（二）新課進行．1、介紹實驗裝置——演示實驗——觀察分析實驗現(xiàn)象這一階段介紹什么是光電效應(yīng)．從演示入手，引導(dǎo)學(xué)生觀察并分析實驗現(xiàn)象，為下面的研究光電效應(yīng)規(guī)律作準備．介紹一下光電效應(yīng)實驗裝置．（分別介紹鋅板、銅網(wǎng)、高壓電源、檢流裝置，一邊介紹，一邊在黑板上畫出整個裝置的示意圖）介紹裝置后畫出裝置示意圖——將具體的較復(fù)雜的實驗裝置變?yōu)楹喢鞯陌瀹?，突出了原理，有助于后面對實驗事實的進一步分析．問題1：把高壓電源接通，檢流裝置接上，為什么檢流計不發(fā)生偏轉(zhuǎn)?（電路還處于斷開狀態(tài)．鋅板和銅網(wǎng)之間．中間是空氣，不能導(dǎo)電．）問題2：現(xiàn)在讓我們用紫外線照射鋅板，（介紹紫外線燈，用紫外照射鋅板，檢流計指針偏轉(zhuǎn)）．觀察用紫外線照射鋅板時，看到了什么現(xiàn)象?為什么會出現(xiàn)這種現(xiàn)象?（看到檢流計指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明電路中出現(xiàn)了電流．）問題3：分析電流可能是哪種原因產(chǎn)生的?（可能是紫外線使空氣電離，也可能是紫外線使鋅板飛出了電子．）教師用銅板代替鋅板，則指針不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，這樣，排除排除了空氣被電離的可能性．通過實驗現(xiàn)象總結(jié)：鋅板在紫外線的照射下，飛出了電子，這種物體在光照下有電子飛出的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)；在光照下從物體中飛出的電子叫光電子，電路中的電流叫光電流．（板書：光電效應(yīng)，光電子，光電流）（板畫：光電效應(yīng)的形成過程）2、研究光電效應(yīng)的規(guī)律用應(yīng)急燈的可見光照射鋅板，而后用X射線照射鋅板，由于用可見光照射時無電流，用X射線照射時有電流．指出：可見光頻率較低，不能發(fā)生光電效應(yīng)，X射線頻率較高，可以發(fā)生光電效應(yīng)．通過對實驗現(xiàn)象的觀察、分析，得出了光電效應(yīng)的規(guī)律．通過閱讀課本，讓學(xué)生熟悉這4條規(guī)律．看表格思考下列問題：（1）某光恰能使鋅發(fā)生光電效應(yīng)，那么能使課本中表格內(nèi)哪些金屬發(fā)生光電效應(yīng)?（2）表中哪種金屬最易發(fā)生光電效應(yīng)?（3）為什么各種金屬的極限頻率不同?）3、波動理論在解釋光電效應(yīng)時的矛盾為什么說光的波動理論無法解釋光電效應(yīng)的規(guī)律？從光電效應(yīng)的發(fā)生過程來看，電子吸收入射光能量后才能掙脫原子核的束縛，所以我們應(yīng)從能量的角度來分析光效應(yīng)．光的波動理論是這樣描述光的能量的：（1）能量是連續(xù)的；（2）振幅（光強）越大，光能越大，光的能量與頻率無關(guān)．大家想一想，波動理論為什么無法解釋光電效應(yīng)的規(guī)律?（1）我們先來分析第一條規(guī)律：存在極限頻率．按波動理論，不論什么頻率的光，只要光強足夠大，就應(yīng)該發(fā)生光電效應(yīng)，不應(yīng)存在極限頻率．（板書：波動理論的困難：1、不應(yīng)存在極限頻率）（2）波動理論能解釋光電子的最大初動能與入射光強無關(guān)嗎?按波動理論，入射光強越大，光能越大，飛出的光電子初動能就應(yīng)越大．事實是光電子的最大初動能僅與入射光頻率有關(guān)．（板書：2、光電子最大初動能的大小應(yīng)與光強有關(guān)，與無關(guān)）（3）光電效應(yīng)幾乎是瞬時發(fā)生的．也就是說，不論入射光強多么弱，只要，就立即能發(fā)生光電效應(yīng)．光太弱時，按波動理論，要達到使光電子飛出的能量，要有一個能量積累過程．事實上光電效應(yīng)幾乎瞬時發(fā)生說明一旦發(fā)生光電效應(yīng)，幾乎不需要能量的積累過程．（板書：3、弱光照射時應(yīng)有能量積累過程，不應(yīng)瞬時發(fā)生）（4）波動理論能夠解釋第四條規(guī)律——隨著光強的增大，光電流也在增大．通過上面的分析，光的波動理論在解釋光電效應(yīng)時遇到了巨大的困難．后來，愛因斯坦在普朗克量子化理論的啟發(fā)下，提出了光子學(xué)說．4、光子說閱讀課文分析：問題8：光子說與波動理論的主要區(qū)別是什么?（光子說認為能量是一份一份的，與頻率有關(guān)，而波動說認為能量是連續(xù)的，與頻率無關(guān)．）普朗克認為電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的，而是一份一份的進行的，理論計算的結(jié)果才能和實驗事實相符，這樣的一份能量叫做能量子，普朗克還認為每一份能量等于，其中叫做普朗克常量，實驗測得：普朗克將物理學(xué)帶進了量子世界，受到普朗克的啟發(fā)，愛因斯坦在1905年提出，在空間中傳播的光也不是連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫做一個光量子，簡稱光子，光子的能量跟光的頻率成正比，即：這個學(xué)說后來就叫做光子說．（關(guān)于光子說的內(nèi)容可以讓學(xué)生自學(xué)）光子說的這兩點實際上是針對波動理論的兩大要害提出的．愛因斯坦當時在實驗事實還不是很充分的時候，提出了光子說，是對科學(xué)的重大貢獻．這也說明理論與新的實驗事實不符時，要根據(jù)事實建立新的理論，因為實踐是檢驗真理的唯一標準．5、光電效應(yīng)方程（1）光電效應(yīng)中，金屬中的電子在飛出金屬表面時要克服原子核對它的吸引而做功，某種金屬中的不同電子，脫離這種金屬所做的功也不一樣，使電子脫離某種金屬所做的功的最小值叫做這種金屬的逸出功．（板書：1、逸出功）（2）如果入射光子的能量大于逸出功，那