高中物理光电效应教案
作为一名教师，通常需要用到教案来辅助教学，教案是实施教学的主要依据，有着至关重要的作用。那么问题来了，教案应该怎么写？下面是小编精心整理的高中物理光电效应教案，欢迎阅读，希望大家能够喜欢。
高中物理光电效应教案 篇1
1、知识与技能
（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
2、过程与方法：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。
3、情感、态度与价值观：领略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。
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
（一）引入新课
回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？
（多媒体投影，见课件。）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。
（二）进行新课
1、光电效应
实验演示1：（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。上述实验说明了什么？（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称遏止电压。
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c——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c，当入射光频率c时，电子才能逸出金属表面；当入射光频率c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。
3、光电效应解释中的疑难
经典理论无法解释光电效应的实验结果。
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。
4、爱因斯坦的光量子假设
（1）内容
光不仅在发射和吸收时以能量为h的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。也就是说，频率为的光是由大量能量为E=h的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速c运动。
（2）爱因斯坦光电效应方程
在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W0，另一部分变为光电子逸出后的动能Ek。由能量守恒可得出：
W0为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功。Wk为光电子的最大初动能。
（3）爱因斯坦对光电效应的解释
①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。
②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。
③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系
④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：
爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。
5、光电效应理论的验证
美国物理学家密立根，花了十年时间做了光电效应实验，结果在1915年证实了爱因斯坦光电效应方程，h的值与理论值完全一致，又一次证明了光量子理论的正确。
6、展示演示文稿资料：爱因斯坦和密立根
由于爱因斯坦提出的`光子假说成功地说明了光电效应的实验规律，荣获1921年诺贝尔物理学奖。
密立根由于研究基本电荷和光电效应，特别是通过著名的油滴实验，证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物理学奖。
光电效应在近代技术中的应用
（1）光控继电器
可以用于自动控制，自动计数、自动报警、自动跟踪等。
（2）光电倍增管
可对微弱光线进行放大，可使光电流放大105~108倍，灵敏度高，用在工程、天文、科研、军事等方面。
高中物理光电效应教案 篇2
一、核式结构模型与经典物理的矛盾
（1）根据经典物理的观点推断：①在轨道上运动的电子带有电荷，运动中要辐射电磁波。②电子损失能量，它的轨道半径会变小，最终落到原子核上。
③由于电子轨道的变化是连续的，辐射的电磁波的频率也会连续变化。
事实上：①原子是稳定的；②辐射的电磁波频率也只是某些确定值。
二、玻尔理论
①轨道量子化：电子绕核运动的轨道半径只能是某些分立的数值。对应的氢原子的轨道半径为：rn=n2r1（n=1，2，3，），r1=0.5310—10m。
②能量状态量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，这些状态的能量值叫能级，能量最低的状态叫基态，其它状态叫激发态。原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量。
氢原子的各能量值为：
③跃迁假说：原子从一种定态跃迁到另一种定态要辐射（或吸收）一定频率的光子，即：h=Em—En
三、光子的发射和吸收
（1）原子处于基态时最稳定，处于较高能级时会自发地向低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态，跃迁时以光子的形式放出能量。
（2）原子在始末两个能级Em和Enn）间跃迁时发射光子的频率为，其大小可由下式决定：h=Em—En。
（3）如果原子吸收一定频率的光子，原子得到能量后则从低能级向高能级跃迁。
（4）原子处于第n能级时，可能观测到的不同波长种类N为：
考点分析：
考点：波尔理论：定态假设；轨道假设；跃迁假设。
考点：h=Em—En
考点：原子处于第n能级时，可能观测到的不同波长种类N为：
考点：原子的能量包括电子的动能和电势能（电势能为电子和原子共有）即：原子的能量En=EKn+EPn。轨道越低，电子的动能越大，但势能更小，原子的能量变小。
电子的动能：r越小，EK越大。
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