愛因斯坦光量子理論課件

115.2光電效應愛因斯坦光量子理論一、光電效應的實驗規(guī)律

金屬及其化合物在光照射下發(fā)射電子的現(xiàn)象稱為光電效應。逸出的電子為光電子，所測電流為光電流。

光電效應現(xiàn)象是德國物理學家赫茲于1887年研究電磁波的性質(zhì)時偶然發(fā)現(xiàn)的。

當時赫茲只是注意到用紫外線照射在放電電極上時，放電比較容易發(fā)生，卻不知道這一現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。2愛因斯坦(Einstein)UAkGTKA入射光線1.實驗原理

T為真空管，K

為發(fā)射電子的陰極，A

為陽極，用一定頻率和強度的單色光照射K時,金屬將釋放出光電子，若在兩極上加一定的電壓U,則回路中就出現(xiàn)光電流。3伏安曲線2.實驗規(guī)律

（1）光電流陰極K在單位時間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)與入射光的強度I成正比。

光電流I隨UAK增大而增大，趨于飽和值is，光電流與單位時間從陰極發(fā)射的光電子數(shù)成正比。4

（2）截止頻率

對一定金屬，只有入射光的頻率大于某一頻率ν0時,電子才能從該金屬表面逸出，這個頻率叫

（紅限）。

如果入射光的頻率小于截止頻率則無論入射光強度多大，都沒有光電子逸出。5幾種金屬的逸出功和紅線

不同物質(zhì)的紅線不同，多數(shù)金屬的紅線在紫外區(qū)。6

（3）遏制電壓

當UAK=0時，I≠0。因為從陰極發(fā)出的光電子具有一定的初動能，它可以克服減速電場而到達陽極。當UAK＜0并達到一定值時,

I=0,此時電壓稱為遏制電壓Ua。表明在此電壓下，逸出金屬后具有最大動能的光電子也不能到達陽極。此時有

7

（4）瞬時性光電效應具有瞬時性，響應速度很快，延遲時間不超過10-9秒。遏制電壓與照射光的頻率成線性關系。81.經(jīng)典理論認為光強越大，飽和電流應該大，光電子的初動能也該大。但實驗上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。2.經(jīng)典理論認為有無光電效應不應與頻率有關。但實驗上光電流與紅限有關。二、經(jīng)典物理解釋的困難3.在瞬時性上，經(jīng)典理論認為光能量分布在波面上，吸收能量需要時間，即光電子逸出金屬表面所需能量應有一段時間的積累過程。9三、愛因斯坦光子假說和光電效應方程

一束光是一束以光速運動的粒子流，這些粒子稱為光子；頻率為v

的每一個光子所具有的能量為

hv,它不能再分割，只能整個地被吸收或產(chǎn)生出來。1.光子假說

愛因斯坦在普朗克能量子假設的基礎上進一步提出了光子假設。光子：102.光電效應方程

按照光子假說,并根據(jù)能量守恒定律,當金屬中一個電子從入射光中吸收一個光子后，獲得能量hv

，如果hv

大于該金屬的電子逸出功A，這個電子就能從金屬中逸出，并且有——愛因斯坦光電效應方程式中是光電子的最大初動能。113.愛因斯坦對光電效應的實驗解釋

（1）入射光的強度I

取決于單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的光子數(shù)n

。

入射光較強時，含有的光子數(shù)較多，所以獲得能量而逸出的電子數(shù)也多，飽和電流自然也就大。

（2）當

時,電子無法獲得足夠能量脫離金屬表面，因此存在紅限。12（3）根據(jù)

遏止電壓與入射光的頻率成正比，比例系數(shù)與材料的性質(zhì)無關。得

（4）入射光中光子的能量被金屬表面的電子一次吸收，因此具有瞬時性。13

1916年美國實驗物理學家密立根，利用光電效應測定了普朗克常量h，從而證實了愛因斯坦光子論的正確性。

密立根根據(jù)截止電壓與入射光的頻率成正比關系，得到如圖所示的

Ua～ν直線。紅限

對于金屬鈉，該直線的斜率為14由愛因斯坦方程利用兩邊取微分,得愛因斯坦方程寫成通過計算可得此值與公認值較接近。15

由于愛因斯坦在理論物理方面的成就和發(fā)現(xiàn)光電效應規(guī)律；密立根在基本電荷和光電效應方面的工作，兩位物理學家分別于1921年和1923年獲得諾貝爾物理學獎。16四、光（電磁輻射）的波粒二象性光子動量光子能量光子質(zhì)量

光具有波粒二象性。光在傳播過程中，波動性比較顯著，光在與物質(zhì)相互作用時（發(fā)射和吸收），粒子性比較顯著。17五、光電效應的應用

利用光電效應可以制成光電成像器件，能將可見或不可見的輻射圖像轉(zhuǎn)換或增強成為可觀察記錄、傳輸、儲存的圖像。

例如，紅外變像管可以使紅外輻射圖像轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽鈭D像。

像增強器可以把夜間微弱光學圖像增強為高亮度可見光學圖像。

光電倍增管可以將微弱光信號轉(zhuǎn)換成可測電信號。18解例1波長為450nm

的光照射到金屬表面。求（1）光子的能量和動量；（2）光電子的逸出動能；（3）如果光子的能量為2.40eV

,其波長為多少？以電子伏特為能量單位,則（1）光子能量19光子的動量（2）由愛因斯坦方程金屬鈉的逸出功A=2.28eV（3）如果光子能量為2.40

eV,

則波長20解例2

鉀的光電效應紅限為0=6.210-7m。求（1）電子的逸出功；（2）在波長為3.010-7m的紫外線照射下,遏止電壓為多少？（3）電子的初速度為多少？（1）逸出功21（2）利用遏止電壓（3）電子的初速度11醉翁亭記

1．反復朗讀并背誦課文，培養(yǎng)文言語感。

2．結(jié)合注釋疏通文義，了解文本內(nèi)容，掌握文本寫作思路。

3．把握文章的藝術特色，理解虛詞在文中的作用。

4．體會作者的思想感情，理解作者的政治理想。一、導入新課范仲淹因參與改革被貶，于慶歷六年寫下《岳陽樓記》，寄托自己“先天下之憂而憂，后天下之樂而樂”的政治理想。實際上，這次改革，受到貶謫的除了范仲淹和滕子京之外，還有范仲淹改革的另一位支持者——北宋大文學家、史學家歐陽修。他于慶歷五年被貶謫到滁州，也就是今天的安徽省滁州市。也是在此期間，歐陽修在滁州留下了不遜于《岳陽樓記》的千古名篇——《醉翁亭記》。接下來就讓我們一起來學習這篇課文吧！【教學提示】結(jié)合前文教學，有利于學生把握本文寫作背景，進而加深學生對作品含義的理解。二、教學新課目標導學一：認識作者，了解作品背景作者簡介：歐陽修(1007—1072)，字永叔，自號醉翁，晚年又號“六一居士”。吉州永豐(今屬江西)人，因吉州原屬廬陵郡，因此他又以“廬陵歐陽修”自居。謚號文忠，世稱歐陽文忠公。北宋政治家、文學家、史學家，與韓愈、柳宗元、王安石、蘇洵、蘇軾、蘇轍、曾鞏合稱“唐宋八大家”。后人又將其與韓愈、柳宗元和蘇軾合稱“千古文章四大家”。

關于“醉翁”與“六一居士”：初謫滁山，自號醉翁。既老而衰且病，將退休于潁水之上，則又更號六一居士。客有問曰：“六一何謂也？”居士曰：“吾家藏書一萬卷，集錄三代以來金石遺文一千卷，有琴一張，有棋一局，而常置酒一壺。”客曰：“是為五一爾，奈何？”居士曰：“以吾一翁，老于此五物之間，豈不為六一乎？”寫作背景：宋仁宗慶歷五年(1045年)，參知政事范仲淹等人遭讒離職，歐陽修上書替他們分辯，被貶到滁州做了兩年知州。到任以后，他內(nèi)心抑郁，但還能發(fā)揮“寬簡而不擾”的作風，取得了某些政績?！蹲砦掏び洝肪褪窃谶@個時期寫就的。目標導學二：朗讀文章，通文順字1．初讀文章，結(jié)合工具書梳理文章字詞。2．朗讀文章，劃分文章節(jié)奏，標出節(jié)奏劃分有疑難的語句。節(jié)奏劃分示例

環(huán)滁/皆山也。其/西南諸峰，林壑/尤美，望之/蔚然而深秀者，瑯琊也。山行/六七里，漸聞/水聲潺潺，而瀉出于/兩峰之間者，釀泉也。峰回/路轉(zhuǎn)，有亭/翼然臨于泉上者，醉翁亭也。作亭者/誰？山之僧/曰/智仙也。名之者/誰？太守/自謂也。太守與客來飲/于此，飲少/輒醉，而/年又最高，故/自號曰/醉翁也。醉翁之意/不在酒，在乎/山水之間也。山水之樂，得之心/而寓之酒也。節(jié)奏劃分思考“山行/六七里”為什么不能劃分為“山/行六七里”？

明確：“山行”意指“沿著山路走”，“山行”是個狀中短語，不能將其割裂?！巴?蔚然而深秀者”為什么不能劃分為“望之蔚然/而深秀者”？明確：“蔚然而深秀”是兩個并列的詞，不宜割裂，“望之”是總起詞語，故應從其后斷句?！窘虒W提示】引導學生在反復朗讀的過程中劃分朗讀節(jié)奏，在劃分節(jié)奏的過程中感知文意。對于部分結(jié)構復雜的句子，教師可做適當?shù)闹v解引導。目標導學三：結(jié)合注釋，翻譯訓練1．學生結(jié)合課下注釋和工具書自行疏通文義，并畫出不解之處?！窘虒W提示】節(jié)奏劃分與明確文意相輔相成，若能以節(jié)奏劃分引導學生明確文意最好；若學生理解有限，亦可在解讀文意后把握節(jié)奏劃分。2．以四人小組為單位，組內(nèi)互助解疑，并嘗試用“直譯”與“意譯”兩種方法譯讀文章。3．教師選擇疑難句或值得翻譯的句子，請學生用兩種翻譯方法進行翻譯。翻譯示例：若夫日出而林霏開，云歸而巖穴暝，晦明變化者，山間之朝暮也。野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰，風霜高潔，水落而石出者，山間之四時也。直譯法：那太陽一出來，樹林里的霧氣散開，云霧聚攏，山谷就顯得昏暗了，朝則自暗而明，暮則自明而暗，或暗或明，變化不一，這是山間早晚的景色。野花開放，有一股清幽的香味，好的樹木枝葉繁茂，形成濃郁的綠蔭。天高氣爽，霜色潔白，泉水淺了，石底露出水面，這是山中四季的景色。意譯法：太陽升起，山林里霧氣開始消散，煙云聚攏，山谷又開始顯得昏暗，清晨自暗而明，薄暮又自明而暗，如此暗明變化的，就是山中的朝暮。春天野花綻開并散發(fā)出陣陣幽香，夏日佳樹繁茂并形成一片濃蔭，秋天風高氣爽，霜色潔白，冬日水枯而石底上露，如此，就是山中的四季?！窘虒W提示】翻譯有直譯與意譯兩種方式，直譯鍛煉學生用語的準確性，但可能會降低譯文的美感；意譯可加強譯文的美感，培養(yǎng)學生的翻譯興趣，但可能會降低譯文的準確性。因此，需兩種翻譯方式都做必要引導。全文直譯內(nèi)容見《我的積累本》。目標導學四：解讀文段，把握文本內(nèi)容1．賞析第一段，說說本文是如何引出“醉翁亭”的位置的，作者在此運用了怎樣的藝術手法。

明確：首先以“環(huán)滁皆山也”五字領起，將滁州的地理環(huán)境一筆勾出，點出醉翁亭坐落在群山之中，并縱觀滁州全貌，鳥瞰群山環(huán)抱之景。接著作者將“鏡頭”全景移向局部，先寫“西南諸峰，林壑尤美”，醉翁亭坐落在有最美的林壑的西南諸峰之中，視野集中到最佳處。再寫瑯琊山“蔚然而深秀”，點山“秀”，照應上文的“美”。又寫釀泉，其名字透出了泉與酒的關系，好泉釀好酒，好酒叫人醉?！白砦掏ぁ钡拿直惆抵型赋?，然后引出“醉翁亭”來。作者利用空間變幻的手法，移步換景，由遠及近，為我們描繪了一幅幅山水特寫。2．第二段主要寫了什么？它和第一段有什么聯(lián)系？明確：第二段利用時間推移，抓住朝暮及四季特點，描繪了對比鮮明的晦明變化圖及四季風光圖，寫出了其中的“樂亦無窮”。第二段是第一段“山水之樂”的具體化。3．第三段同樣是寫“樂”，但卻是寫的游人之樂，作者是如何寫游人之樂的？明確：“滁人游”，前呼后應，扶老攜幼，自由自在，熱鬧非凡；“太守宴”，溪深魚肥，泉香酒洌，美味佳肴，應有盡有；“眾賓歡”，投壺下棋，觥籌交錯，說說笑笑，無拘無束。如此勾畫了游人之樂。4．作者為什么要在第三段寫游人之樂？明確：寫滁人之游，描繪出一幅太平祥和的百姓游樂圖。游樂場景映在太守的眼里，便多了一層政治清明的意味。太守在游人之樂中酒酣而醉，此醉是為山水之樂而醉，更是為能與百姓同樂而醉。體現(xiàn)太守與百姓關系融洽，“政通人和”才能有這樣的樂。5．第四段主要寫了什么？明確：寫宴會散、眾人歸的情景。目標導學五：深入解讀，把握作者思想感情思考探究：作者以一個“樂”字貫穿全篇，卻有兩個句子別出深意，不單單是在寫樂，而是另有所指，表達出另外一種情緒，請你找出這兩個句子，說說這種情緒是什么。明確：醉翁之意不在酒，在乎山水之間也。醉能同其樂，醒能述以文者，太守也。這種情緒是作者遭貶謫后的抑郁，作者并未在文中袒露胸懷，只含蓄地說：“醉能同其樂，醒能述以文者，太守也?！贝司渑c醉翁亭的名稱、“醉翁之意不在酒，在乎山水之間也”前后呼應，并與“滁人游”“太守宴”“眾賓歡”“太守醉”連成一條抒情的線索，曲折地表達了作者內(nèi)心復雜的思想感情。目標導學六：賞析文本，感受文本藝術特色1．在把握作者復雜感情的基礎上朗讀文本。2．反復朗讀，請同學說說本文讀來有哪些特點，為什么會有這些特點。(1)句法上大量運用駢偶句，并夾有散句，既整齊又富有變化，使文章越發(fā)顯得音調(diào)鏗鏘，形成一種駢散結(jié)合的獨特風格。如“野芳發(fā)而幽香，佳木秀而繁陰”“朝而往，暮而歸，四時之景不同，而樂亦無窮也”。(2)文章多用判斷句，層次極其分明，抒情淋漓盡致，“也”“而”的反復運用，形成回環(huán)往復的韻律，使讀者在誦讀中獲得美的享受。(3)文章寫景優(yōu)美，又多韻律，使人讀來不僅能感受到繪畫美，也能感受到韻律美。目標導學七：探索文本虛詞，把握文言現(xiàn)象虛詞“而”的用法用法

文本舉例表并列 1.蔚然而深秀者；2.溪深而魚肥；3.泉香而酒洌；4.起坐而喧嘩者表遞進 1.而年又最高；