6.2光電效應(yīng)說(shuō)課稿高二下學(xué)期物理教科版選擇性

教科版高中物理選擇性必修三第六章第二節(jié)《光電效應(yīng)》說(shuō)課稿一、使用教材教科版、高中二年級(jí)、選擇性必修三、第六章波粒二象性、第二節(jié)《光電效應(yīng)》二、實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)（1）認(rèn)識(shí)光電效應(yīng)現(xiàn)象中光的粒子性和能量變化等物理觀念（2）通過光電效應(yīng)的條件以及光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電流與光照強(qiáng)度的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)探究，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維（3）讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電流與電壓的關(guān)系，以及探尋不同頻率的光照射光電管產(chǎn)生光電流的遏止電壓。（4）通過合理地設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)胤治鰯?shù)據(jù)的學(xué)習(xí)過程，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的態(tài)度與責(zé)任。三、實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新要點(diǎn)通常老師在處理光電效應(yīng)發(fā)生條件、產(chǎn)生的光電流與電壓的關(guān)系的問題時(shí)，就只進(jìn)行理論分析，讓學(xué)生生硬地理解記憶。我們現(xiàn)在根據(jù)已有的實(shí)驗(yàn)器材和自制教具進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，讓學(xué)生從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)中尋找規(guī)律，得出結(jié)論。這與培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維、學(xué)會(huì)應(yīng)用科學(xué)方法研究物理現(xiàn)象的教學(xué)目標(biāo)相契合。四、實(shí)驗(yàn)器材光電管、（多色）LED發(fā)光二極管若干、學(xué)生電源、滑動(dòng)變阻器、數(shù)顯微安電流表、數(shù)顯電壓表、開關(guān)、導(dǎo)線若干五、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路（1）我們用不同顏色，即頻率不同的光照射同一個(gè)光電管，觀察其是否產(chǎn)生光電流來(lái)反映是否發(fā)生光電效應(yīng)。探究光電效應(yīng)與照射光頻率的關(guān)系。（2）我們用一只橙色燈照射光電管，它沒有發(fā)生光電效應(yīng)，我們?cè)偻瑫r(shí)用三只橙色燈照射光電管，觀察其能否發(fā)生光電效應(yīng)。探究能否發(fā)生光電效應(yīng)，與入射光的強(qiáng)度是否有關(guān)。（3）在發(fā)生光電效應(yīng)的前提下，先用一個(gè)藍(lán)光燈照射光電管，記錄下光電流的大小，再分別用兩個(gè)和三個(gè)同樣的藍(lán)光燈照射光電管，記錄下光電流的大小，并進(jìn)行比較。探究光電流與光照強(qiáng)度的關(guān)系。（4）光電管兩端加正向電壓，然后改變電壓，觀察光電流如何變化，并記錄下多組電壓和對(duì)應(yīng)的光電流的大小。畫出IU圖像，總結(jié)規(guī)律。探究光電流與電壓的關(guān)系。（5）在發(fā)生光電效應(yīng)的前提下，在光電管兩端接反向電壓，改變電壓大小，直至讓光電流為零。認(rèn)識(shí)遏止電壓。（6）利用之前能夠發(fā)生光電效應(yīng)的三種光，綠光、藍(lán)光、紫光再次照射光電管。探究不同顏色的光照射到金屬板上，發(fā)生光電效應(yīng)的遏止電壓。六、實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容：（一）光電效應(yīng)19世紀(jì)末，人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)光照射在金屬表面上時(shí)，金屬中的電子會(huì)因吸收光的能量而逸出金屬表面，這種現(xiàn)象稱為光電效應(yīng).（1）逸出來(lái)的電子稱為光電子.（2）光電子定向移動(dòng)形成的電流叫光電流.（二）實(shí)驗(yàn)器材光電管不同顏色LED發(fā)光二極管同色多個(gè)LED發(fā)光二極管滑動(dòng)變阻器學(xué)生電源數(shù)顯微安電流表數(shù)顯電壓表導(dǎo)線若干認(rèn)識(shí)光電管：在真空玻璃容器內(nèi)用一瓦形金屬片作為陰極，另一根金屬絲作為陽(yáng)極就構(gòu)成了光電管。實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程：（一）實(shí)驗(yàn)探究發(fā)生光電效應(yīng)的條件（1）探究光電效應(yīng)發(fā)生與否跟入射光的頻率的關(guān)系：把光電管和數(shù)顯微安電流表串聯(lián)接入電路，增大照射光的頻率，觀察是否有光電流產(chǎn)生，便可總結(jié)其發(fā)生光電效應(yīng)的條件。入射光紅光橙光黃光綠光藍(lán)光紫光是否發(fā)生光電效應(yīng)不能不能不能能能能結(jié)論1：能否發(fā)生光電效應(yīng)與照射光頻率有關(guān)。（2）探究光電效應(yīng)發(fā)生與否跟光照強(qiáng)度的關(guān)系：把光電管和數(shù)顯微安電流表串聯(lián)接入電路，分別用一只紅色燈和多只紅色燈照射光電管，觀察是否有光電流產(chǎn)生，便可判斷其是否發(fā)生光電效應(yīng)。結(jié)論2：能否發(fā)生光電效應(yīng)與照射光強(qiáng)度無(wú)關(guān)。極限頻率：對(duì)于給定的陰極材料，都存在一個(gè)發(fā)生光電效應(yīng)所需的入射光的最小頻率v0.這個(gè)最小頻率v0叫作光電效應(yīng)的截止頻率，也稱極限頻率。有超過極限頻率的光，才能引起光電效應(yīng)。先用一個(gè)藍(lán)光燈照射光電管，記錄下光電流的大小，再分別用兩個(gè)和三個(gè)同樣的藍(lán)光燈照射光電管，記錄下光電流的大小，并進(jìn)行比較。結(jié)論：能發(fā)生光電效應(yīng)的情況下，光照強(qiáng)度越強(qiáng)，光電流越大。實(shí)驗(yàn)探究光電效應(yīng)產(chǎn)生的光電流與電壓的關(guān)系在發(fā)生光電效應(yīng)的前提下，改變光電管兩端的電壓，并記錄下多組電壓和對(duì)應(yīng)的光電流的大小。以藍(lán)光為例實(shí)驗(yàn)次數(shù)123456789101112正向電壓U（V)01.02.03.04.05.06.07.08.09.010.011.0光電流I(mA)畫出IU圖像，總結(jié)規(guī)律：光電流隨正向電壓的增大而增大。（2）理論分析：光照射到金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，逸出的電子的速度方向是雜亂無(wú)章的，不一定能運(yùn)動(dòng)到陽(yáng)極上。加上正向電壓，在兩極間形成電場(chǎng)，電子在電場(chǎng)力的作用下，很多都被拉到陽(yáng)極一端，形成更大的光電流。且電壓越大，電場(chǎng)越強(qiáng)，能到達(dá)陽(yáng)極的電子數(shù)越多，形成的光電流就越大。飽和光電流：在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，如果外加電壓UAK逐漸增大，則光電流隨之增大，但當(dāng)UAK增大至一定值時(shí)，光電流達(dá)到最大，以后再繼續(xù)增大UAK，光電流不再變化。此時(shí)的光電流稱為飽和光電流。遏止電壓：在發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，如果外加反向電壓UKA，并逐漸增大，則光電流隨之減小。為什么？外加反向電壓使發(fā)生光電效應(yīng)逸出的電子作減速運(yùn)動(dòng)，剛好不能到達(dá)正極，由動(dòng)能定理：光電流為零。此時(shí)的電壓稱為遏止電壓。不同顏色的光照射金屬板，發(fā)生光電效應(yīng)的遏止電壓：入射光綠光藍(lán)光紫光遏止電壓U（V)發(fā)現(xiàn)有什么規(guī)律？照射光頻率越高，對(duì)應(yīng)的遏止電壓越大光電效應(yīng)方程以上結(jié)論都很難用光的波動(dòng)說(shuō)進(jìn)行解釋。直到1905年，愛因斯坦把普朗克的能量子概念推廣到光電效應(yīng)的研究中，提出了光量子的概念，并進(jìn)一步根據(jù)能量守恒定律得到愛因斯坦光電效應(yīng)方程：這才能更好地解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象。八、實(shí)驗(yàn)教學(xué)反思：1.我們的創(chuàng)新