《2光的粒子性》公开课教案下载

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光电效应规律及爱因斯坦光电效应方程。

3、教学过程

(1)导入新课

教师讲解：光究竟是什么（学生可能会回答光是一种电磁波）？让我们再次回顾历史上对光的本性之争。最初，牛顿认为光是一种微粒，惠更斯认为光是一种波，二者都各自能解释一些现象，由于牛顿在学术界的地位，而波动学说又缺少有力地实验事实，人们倾向于光是一种粒子的看法。直到发现了光的干涉、衍射这一波特有的现象之后，人们才开始从波的角度研究光。麦克斯韦提出光是一种电磁波，并建立了完善的电磁场理论，光的波动理论似乎很完美了。

既然如此，为什么本节又要谈论“光的粒子性”呢？让我们先看一个实验。

启发猜想：为什么用紫外线灯照射锌板会引发验电器的指针偏转？

(2)新课教学

引导分析：锌板本身是电中性的，现在它带正电，说明在紫外线的照射下，锌板中的自由电子跑了。

（板书）光电效应现象（这种电子常被称为光电子）

教师提问：为什么在紫外线的照射下锌板中的自由电子会跑出来呢？

分析论证：电子在原子外振动着，当光照射锌板时，锌原子中的电子吸收光子的能量，振动加剧，当这个能量足够大时，就会使电子逸出，从而发生光电效应现象。

介绍教材图17.2—3的实验电路原理：阴极K和阳极A是密封在真空玻璃管中的两个电极，K在受到光照是能够发射光电子。阳极A吸收阴极K发出的光电子，在电路中形成光电流。

老师提问：为什么要加正向电压？不加正向电压电路中有电流吗？

分析解答：光束照在阴极K上会发生光电效应现象，但只有少量的电子能到到达阳极A，电路中电流很小。加了正向电压后，大量的电子在电场力的作用下向阳极运动，形成较大电流（加正向电压的目的是放大实验效果，增强实验“可见性”）。

老师提问：保持光照条件不变，逐渐加大两极之间的电压，大家分析电流会怎么变化？

引导分析：学生根据电场力知识会得到电流增大的结论。有的学生会分析出电流会增大到一个极限值。

教师引导看书：存在饱和电流。

（板书）存在饱和电流：对于一定颜色（频率）的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，饱和电流越大。

老师讲解：当所加电压为0时，电流并不为0。只有施加反向电压，也就是阴极接电源正极，阳极接电源负极，在光电管两极间形成使电子减速的电场，这是电流才可能为0。使光电流减小到0的反向电压称为遏止电压。

（板书）遏止电压及其公式

老师提问：对刚才的实验，加了遏止电压后，如果再增大入射光的强度，电路中会有光电流吗？减弱光的强度，遏止电压会减小吗？

引导分析：按照经典理论解释一定会有光电流，因为入射光越强，电子吸收到的能量越多，电子跑出来的动能也越大，刚才这个电压就不能遏止住了。若减弱光的强度，遏制电压肯定会减小。

教师讲解：科学家经过实验研究发现：此时无论入射光的强度增大到多大，都没有光电流产生。而且实验发现只要是同一频率的光都有相同的遏止电压 ，与光的强度无关。如果改变光的频率，遏止电压也会随之改变。

（板书）光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关。

引导看书：截止频率。