【优品】高中物理3-5-优品 17.2 光的粒子性（第1课时） 课件

1、 2 光的粒子性（1）1. 知道光电效应现象和光电子的概念。2. 了解光电效应产生的条件。了解爱因斯坦的光子说。4. 了解饱和电流、遏止电压和截止频率，理解光电效应的规律5. 理解爱因斯坦光电效应方程，会用光电效应方程解决简单问题。学习目标 首先通过物理学史，引入新课内容光的粒子性。通过光电效应实验，得出光电效应的概念，接着通过视频，观察光电效应实验的规律，和学生共同总结出光电效应实验的三条规律。又通过“无法用经典的波动理论来解释光电效应”，提出三个结论都与实验结果相矛盾的问题，引出爱因斯坦的光电效应方程。最后通过光电效应理论的验证的介绍，验证了爱因斯坦的光电效应方程理论的正确性，并且补充了光

2、电效应在近代技术中的应用。 在光电效应的实验中，利用视频演示了锌板在紫外光和白炽灯照射下发生的现象，使学生产生了浓厚的学习兴趣。并通过展示原理图，让学生了解光电效应实验的原理和规律。在介绍爱因斯坦的光电效应方程理论的时候，可以结合学生以往对功能关系的学习，进而得出矛盾的观点，引出光电效应理论的验证，并通过光控继电器和光电倍增管的例子，说明光电效应在近代技术中的应用，使学生能结合生活生产活动，联系物理的理论学习。设计思路托马斯杨 光的干涉菲涅尔 光的衍射马吕斯 光的偏振19世纪初期，光的波动说占主导地位 19 世纪 60 年代和 80 年代，麦克斯韦和赫兹先后从理论上和实验上确认了光的电磁波本质

3、，光的波动理论似乎已经完美了。 不断发现和认识新现象，进而理解事物的本性，这是一切科学发展的必由之路。人类对光的认识也是如此。重新提出“光的粒子性”，恰恰展示了曲折的认识过程。科学在这里又一次转折新课导入 把一块锌板连接在验电器上，并使锌版带负电，验电器指针张开。用紫外线灯照射锌板，观察验电器指针的变化。 光电效应 验电器指针的张角先变小后变大，表明锌版在紫外线灯照射下失去电子而带正电。新课讲授定义：照射到金属表面的光，能使金属中的电子逸出的现象，称为光电效应。逸出的电子称为光电子。光电子定向移动形成的电流叫光电流。 一、光电效应现象 1887年，赫兹在研究电磁波的实验中偶然发现，接收电路的间

4、隙如果受到光照就更容易产生电火花。这就是最早发现的光电效应。 后来经过汤姆逊等多名科学家的实验研究，证实了这个现象，即照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出，这个现象就叫光电效应。光电效应规律科学视野二、光电效应的实验规律1. 存在饱和电流 光照不变，增大 UAK，电流表G 中电流达到某一值后不再增大，即达到饱和值。 因为在光照条件一定时，K 发射的光电子数目一定。电压增加到一定值时，所有光电子都被阳极A吸收。 实验表明：入射光越强，饱和电流越大，单位时间内发射的光电子数越多。阳极阴极光电子所受电场力方向与光电子速度方向相反，光电子做减速运动。若当所加电压U = 0 时，电流I 0，因

5、为电子有初速度，会飞到阳极A。在两极间加上反向电压，如图所示。则 I = 0，式中 Uc 为遏止电压2. 存在遏止电压和截止频率遏止电压 Uc ：使光电流减小到零的反向电压EEUFKA速率最大的是 c最大初动能光电流与电压的关系IIs1Uc1OU黄光(强)黄光(弱)遏止电压饱和电流蓝光Uc2Is2Is3实验表明：对于一定颜色(频率)的光, 无论光的强弱如何，遏止电压是一样的。光的频率 改变时，遏止电压也会改变。光电子的最大初动能只与入射光的频率有关，与入射光的强弱无关。截止频率：对于每种金属，都有相应确定的截止频率 c 。 当入射光的频率 c 时，电子才能逸出金属表面；当入射光的频率 W0 时

6、，才有光电子逸出，vc= W0 /h 就是光电效应的截止频率 。光电效应显示了光的粒子性4. 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”理论的正确性。 爱因斯坦由于对光电效应的理论解释和对理论物理学的贡献获得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。科学视野放大器控制机构 可以用于自动控制，自动计数、自动报警、自动跟踪等。五、光电效应在近代技术中的应用1. 光控继电器 可对微弱光线进

7、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。2. 光电倍增管1. 光电效应现象2. 光电效应实验规律4. 爱因斯坦的光电效应方程3. 光电效应解释中的疑难5. 光电效应在近代技术中的应用课堂总结1. 在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器的指针就张开一个角度，如图所示，这时 ( )A. 锌板带正电，指针带负电B. 锌板带正电，指针带正电C. 锌板带负电，指针带正电D. 锌板带负电，指针带负电B课堂测试A+2. 一束黄光照射某金属表面时，不能产生光电效应，则下列措施中可能使该金属产生光电效应的是( ) A. 延长光照时间 B. 增大光束的强度 C. 换用红光照射 D. 换用紫光照射D3. 根据图所示研究光电效应的电路，利用能够产生光电效应的两种（或多种）已知频率的光来进行实验，怎样测出普朗克常量？根据实验现象说明实验步骤和应该测量的物理量，写出根据本实验计算普朗克常量的关系式。解：当入射光频率分别为 1、2 时，测出遏止电压 U1、U2，由爱因斯坦光电效应方程可得联立上两式，解得其中 e 为电子的电量，测出 U1与 U2就可测出普朗克常量实验步骤：(1) 将图电路图电源正负对调，滑动变阻器滑动触头滑至最左边，用频率为 1 的光照