第16單元光電效應(yīng)

1、第1616單元：光電效應(yīng)單元：光電效應(yīng)教學(xué)目的：1、了解光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件、特點和規(guī)律，及在科學(xué)技術(shù)上的應(yīng)用。2、光子的量子性、光的光子說及其建立過程。會運(yùn)用愛因斯坦光電方程解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象。3、培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用新的物理模型。分析研究微觀粒子行為規(guī)律，從而對宏觀實驗加以解釋的能力。教學(xué)過程：一、導(dǎo)入新課1、光電效應(yīng)。光的電磁說，使光的理論發(fā)展到相當(dāng)完美的地步，取得了巨大成就，但是并不能解釋所有的光現(xiàn)象，光電效應(yīng)現(xiàn)象的出現(xiàn)，光的電磁說遇到了不

2、可克服的困難。演示光電效應(yīng)實驗：鋅板被光照后，驗電器帶正電，說明從鋅板表面上發(fā)射出電子在光（包括不可見光）照射下從物體發(fā)射出電子（光子）的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。對光電效應(yīng)的研究，得出如下結(jié)論（1）任何一種金屬，都有一個極限頻率，入射光頻率必須大于這個極限頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng)（2）光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光頻率的增大而增大（線性關(guān)系）（3）入射光照到金屬上時，光電子的發(fā)射幾乎是瞬時的（t﹤109秒）（4）當(dāng)入射光頻率大于

3、極限頻率時，光電流的強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比。這就是光電效應(yīng)的規(guī)律。金屬中的自由電子，由于受到晶格正離子的吸引，必須從外部獲得足夠能量才能從金屬中逸出。按照波動理論，光的能量是由光的強(qiáng)度決定的，而光的強(qiáng)度又是由光波的振幅決定的，跟頻率無關(guān)。因此無論光的頻率如何，只要光的強(qiáng)度足夠大或照射時間足夠長，都能使電子獲得足夠的能量產(chǎn)生光電效應(yīng)。然而這跟實驗結(jié)果是直接矛盾的，所以無法用經(jīng)典的波動理論來解釋光電效應(yīng)。2、光子說1900年德國物理學(xué)家普朗

4、克在研究“電磁場輻射的能量分布”時發(fā)現(xiàn)，只有認(rèn)為電磁波的發(fā)射和吸收不是連續(xù)的，而是一份一份地進(jìn)行的，每一份的能量等于hr，理論計算的結(jié)果才能跟實驗事實完全符合。普朗克恒量h=6.631034焦耳秒愛因斯坦在上述學(xué)說的啟發(fā)下于1905年提出光的光子說在空間傳播的光也不是連續(xù)的而是一份一份的每一份叫做一個光子光子的能量與頻率成正比.E=hr光子說對光電效應(yīng)的解釋:當(dāng)光子照射到金屬上時它的能量可以被金屬中某個電子全部吸收電子吸收能量足夠大能克

5、服金屬內(nèi)部的引力做功離開金屬表面逃逸出來成為光電子.根據(jù)能量守恒定律:mv22=hrW(光電方程)mv22___光電子最大初動能W______金屬的逸出功3、光電管光電管是利用光電效應(yīng)把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的器件構(gòu)造原理：應(yīng)用：自動化裝置、有聲電影、無線電傳真和光纖通信技術(shù)中鞏固練習(xí)：1、用可見光照射鋅板，能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？2、用一紅光照射銫材料，不產(chǎn)生光電效應(yīng)，如果用一個凸透鏡將紅光聚焦到此金屬上，并經(jīng)歷相當(dāng)長時間，能否產(chǎn)生光電效應(yīng)？為