2024_2025学年高中物理第五章波与粒子第1节光电效应教案3鲁科版选修3_5.docVIP

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光电效应

教材分析

本节课是司南版中学物理选修3-5第五章第一节的内容，学时2课时。本课教材蕴含着非常丰富的教学内容：学问方面，本节课内容作为后牛顿物理两大支柱之一，量子理论的入门，涉及到量子物理最基础的内容，也是经典物理学与量子物理学的重要连接。同时本节还有着厚重的物理学科文化积淀，有物理学史、科学方法、辩证唯物主义思想、创新意识等人文精神教化的题材。教材在学问陈述上较为浅显干脆，而关于这些学问的背景，则是相当丰富，为实施“科学的人文教化价值”供应了很大的空间。

学情分析

学生已经在3-5其次章学习了原子结构和氢原子光谱与能级结构，对原子微观结构有了确定的相识。指导原子的电离过程本质。

高二理科班学生对原子的微观机理有确定的爱好，但是微观世界的抽象性会成为学生理解过程的主要障碍。

教学目标

1、学问和技能

（1）了解光电效应探讨史实，了解光子的概念，了解并相识光电效应现象；

（2）能表述光电效应现象的规律，会用光子说说明光电效应现象的规律；

（3）理解光电效应方程的各个物理量的含义及其对应光电效应的说明；

（4）了解光电效应的应用：光电开关、光电成像、光电池。

2、过程和方法

（1）经验“探究光电效应的规律”过程，获得探究活动的体验；

（2）尝试发觉波动理论面对光电效应的规律遇到的困难；

（3）领会“视察、试验--提出假说--试验验证--新的假说”的物理学探讨正确方法。

3、情感看法和价值观

（1）体验探究自然界规律的艰辛与喜悦，观赏物理学的奇异与和谐的情愫；

（2）学习科学家敢于坚持真理、勇于创新和实事求是的科学看法和科学精神，培育推断有关信息是否科学的意识。

教学重、难点

重点：知道光电效应的试验规律

难点：理解爱因斯坦方程及其意义

教学方法

老师引导下学生的主动探究、试验法

教学用具

教学助手等多媒体协助工具、光电效应演示器

教学过程

第一个环节：引入

本章，我们将一起进入奇异的微观世界。

先来看一个短视频，太空十讲：奇妙的光电效应。

视频中获得两个信息：1、光照能够生电；2、许多能量的可见光不能打出电子？很少能量的紫外光能打出电子？为什么？

可见光确定不能打出电子吗？

演示试验：这是一个光电管，里面有一个阴极金属板，阳极两个电极，接入电路中。滑动变阻器采纳分压接法，调整滑动变阻器的阻值，电压表和微安表的示数为零。回路中没有电流。

当我用一束光照耀光电管的阴极时，请大家留意视察微安表指针的偏转状况？

微安表的指针发生偏转。说明当光照耀阴极金属板时，阴极金属板有电子飞出，定向移动形成电流，使指针发生偏转。

不简洁，可见光有时也能生电，蕴含什么科学道理？

其次个环节，光电效应现象

首先，我们把光照能够生电的现象叫做光电效应现象。

光电效应现象是1887年赫兹发觉的。

试验装置：弧光灯发出紫外线，照耀锌板，锌板用导线与不带电的验电器连接。

试验现象：验电器的金属箔张开一个角度。

说明：锌板带了电

问题：锌板带什么电？

分析过程：一束光照耀锌板，光是有能量的，E总=Nhv，就是一些能量作用在锌板上。而锌板金属由正电荷和核外电子构成，当核外电子汲取了光的能量，它就会摆脱原子核的束缚，飞出去。从而导致锌板失去电子，带正电。

回答：锌板在紫外线照耀下失去电子而带正电。

得出光电效应的定义：在光的照耀下，电子从物体表面逸出的现象。

电子须要汲取光子的能量才能逸出，我们把逸出后的电子称为“光电子”。对应光电子定向移动形成的电流称为“光电流”。

汲取光子的能量，为什么锌板电子汲取可见光的能量不能逸出，汲取紫外光的能量可以逸出？

举例体会，A学校发5000套校服，可是每套校服只有手掌大小，没有一个人穿的了。5000套都没用。

B学校只发了1套校服，正常尺码170，确定有一位同学能穿。

对于学生个人而言，不关切学校总共发了几套校服，校服的数量是没有意义的，而是关切校服多大，有没有一套是我能穿的。

爱因斯坦的光子说：光是一份一份的。

一个核外电子只能汲取一份光子的能量，像每个人只穿一套衣服。因此电子能不能逃逸出去关键是看汲取的一份光子的能量有多大，而不是光的总强度，总能量。可见光总能量大，但每一份对于锌板的电子而言能量都太小了，没用。而紫外光虽然能量少，但一份的能量大，就算只有一份光子，也能有一个电子逸出。

第三个环节，光电效应方程

为了说明光电效应，爱因斯坦不仅提出了光量子的概念，还靠着一个方程获得诺贝尔奖。

爱因斯坦光电效应方程：

总体理解：电子汲取一份hv的能量，要逃逸出去须要克服原子核的引力做功，把这个逃逸出去做的功叫做逸出功，剩余的能量，电子以确定的动能飞出去。

Ekm：光电子的最大初动能，“最大”？锌板有确定的厚度，表面电子，里面还有电子，一束光照耀，一个萝卜一个坑，每个电子都汲取一份相同的hv的能量，