3　粒子的波动性教案评析

光的粒子性和波动性

教学目标

一、知识目标：

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

二、能力目标：

经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

三、德育目标：

1、自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

2、在对现象规律的语言阐述中，提高了学生的语言表达能力，还体现了各学科之间的联系，可引伸到各事物间的关联性，使自己溶入社会。

教学重点：

光电效应的实验规律

教学难点

爱因斯坦光电效应方程以及意义

教学方法：

教师启发、引导、学生讨论、交流。

教学用具

：投影片，多媒体辅助教学设备

课时安排

2课时

教学过程

：

引入新课：

光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。

新课教学: 1、光电效应

教师：实验演示。（课件辅助讲述）

用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），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。

学生：认真观察实验。

教师提问：上述实验说明了什么？

学生：表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。

概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光电子。

2、光电效应的实验规律

（1）光电效应实验

如图所示，光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出----光电子。

光电子在电场作用下形成光电流。

概念：遏止电压

将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。

当

K、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值

Uc 时，光电流恰为0。

Uc 根据动能定理，有

（2）光电效应实验规律

① 光电流与光强的关系

饱和光电流强度与入射光强度成正比。

② 截止频率νc ----极限频率

对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc 。

当入射光频率ν>νc 时，电子才能逸出金属表面；

当入射光频率ν <νc时，无论光强多大也无电子逸出金属表面。

③ 光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s。

经典理论认为，按照经典电磁理论，入射光的光强越大，光波的电场强度的振幅也越大，作用在金属中电子上的力也就越大，光电子逸出的能量也应该越大。也就是说，光电子的能量应该随着光强度的增加而增大，不应该与入射光的频率有关，更不应该有什么截止频率。

光电效应实验表明：饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率，即使光强很弱也有光电

流；频率低于极限频率时，无论光强再大也没有光电流。

光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。

为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。

课堂小结：

饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率，即使光强很弱也有光电流。

教学说明：

思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。

课后练习：

1．下列关于光电效应的说法正确的是（

）

A．若某材料的逸出功是W，则它的极限频率

B．光电子的初速度和照射光的频率成正比

C．光电子的最大初动能和照射光的频率成正比

D．光电子的最大初动能随照射光频率的增大而增大

2．在下列各组所说的两个现象中，都表现出光具有粒子性的是（

）

A．光的折射现象、偏振现象

B．光的反射现象、干涉现象

C．光的衍射现象、色散现象

D．光电效应现象、康普顿效应

3．当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有最大的初动能是1.5 eV．为了使这种金属产生光电效应，入射光的最低能量为（

）

A．15 eV B．35 eV C．50 eV D．65 eV

4．紫外线光子的动量为．一个静止的吸收了一个紫外线光子后（

）

A．仍然静止

B．沿着光子原来运动的方向运动

C．沿光子运动相反方