人教版物理选修3-5-17.2 光的粒子性—光电效应 教学案（无答案）

光的粒子性—光电效应
学习目标：1.能认识光电效应现象，理解光电效应的实验规律，会用光子说解释光电效应.
2.掌握光电效应方程，会计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量．
基础导引：
1、如图所示：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，验电器的指针张开了一个角度，下列说法正确的是
(
)
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，指针带负电
D．锌板带负电，指针带正电
知识梳理：
1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的电子从表面逸出的现象
2．光电效应规律：
(1)每种金属都有一个____________．
(2)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是
________的．
(3)光电流的强度与入射光的________成正比．
（4）遏止电压：
遏止电压Uc和光电子最大出动能Ek的关系：
(5)光子的最大初动能与入射光的________无关，只随入射光的________增大而增大．
例1、一束绿光照射某金属表面发生了光电效应，对此，以下说法正确的是
（
）
A．若增加绿光的照射强度，则单位时间内逸出的光电子数目不变
B．如增加绿光的照射强度，则逸出的光电子最大初动能增加
C．若改用紫光照射，则逸出的光电子的最大初动能增加
D．若改用紫光照射，则单位时间内逸出的光电子数目一定增加
例2、研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I与A、K之间的电压UAK的关系图象中，正确的是________．
3．爱因斯坦光电效应方程
(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子．光子的能量为ε＝________，其中h是普朗克常量，其值为6.63×10－34
J·s.
(2)光电效应方程：____________
其中hν为入射光的能量，Ek为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功．
物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得能量
，这些能量一部分克服金属
的
，剩下的能量表现为光电子的最大出动能。
逸出功：电子从金属中逸出所需做功的
。
光电效应的条件：
例3、爱因斯坦因提出了光量子概念并成功地解释光电效应的规律而获得了1921年诺贝尔物理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能Ekm与入射光频率ν的关系如图所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是(　　)
A．逸出功与ν有关
B．Ekm与入射光强度成正比
C．当ν<ν0时，会逸出光电子
D．图中直线的斜率与普朗克常量有关
例4、如图所示，当开关S断开时，用光子能量为2.5
ev的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零．合上开关，调节滑动变阻器，发现当电压表读数小于0.60v时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60
v时，电流表读数为零．
(1)求此时光电子的最大初动能的大小；
(2)求该阴极材料的逸出功．
跟踪训练　用波长为2.0×10－7
m的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是4.7×10－19
J．由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量h＝6.63×10－34
J·s，光速c＝3.0×108
m/s，结果取两位有效数字)
(　
　)
A．5.5×1014
Hz
B．7.9×1014
Hz
C．9.8×1014
Hz
D．1.2×1015
Hz
课后练习：
1．光电效应的实验结论是：对于某种金属
(　　)
A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应
B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应
C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小
D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大
2．对光电效应的理解正确的是
(　　)
A．金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属
B．如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应
C．发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大
D．由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应，入射光的最低频率也不同
3．在光电效应实验中，飞飞同学用同一光
电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关
系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图8所示．则可判断出(　　)
A．甲光的频率大于乙光的频率
B．乙光的波长大于丙光的波长
图8
C．乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率
D．甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能
4．在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.
5．如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图象．由图象可知
(　　)
A．该金属的逸出功等于E
B．该金属的逸出功等于hνc
C．入射光的频率为2νc时，产生的光电子的最大初动能为E
D．入射光的频率为时，产生的光电子的最大初动能为
6．下表给出了一些金属材料的逸出功.
现用波长为400
nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种【
】
材料
铯
钙
镁
铍
钛
逸出功(10－19
J)
3.0
4.3
5.9
6.2
6.6
A．2种　　　
B．3种　
　
　C．4种　
　　D．5种
教学反思
本节课为选修3-5内容，考纲上对应的要求是对本课所列知识要了解其内容及含义，并能在有关问题中识别和直接使用。属于最低级的要求。所以依据考纲，我在设计教学的时候重点从概念入手帮助学生理解本课中所涉及的各物理量，尤其是学生易混淆的概念，比如光强和光电流的关系，频率和最大出动能的关系。同时每个知识点后面都有相应的例题帮助理解。应该来说本节课重点难点把握较好，基本上完成了教学目标。
本节课在教学上能够适当的运用实物投影展示学生的作业，这极大的提高了课堂效率。教师可以有意识有目的的针对性的选择一些学生易犯的共性错误进行讲解，做到有的放矢。教学过程中注重学生的纸笔训练。教师在讲解例题的时候，依据考纲，适当的拓展，而不是就题讲题！在教学过程中，注重与学生互动、情感交流。
但我个人感觉今后教学过程中应注重课堂问题设计的有效性和针对性；同时加强课堂语言的规范训练，课堂语言的抑扬顿挫，和声情并茂的描述，课堂语言的言简意赅，都增强教学效果，使学生心灵上产生愉悦的感受。
一节好课是教师素养和教学机智的完美体现，是师生心灵琴瑟的和谐共鸣。而好课的生成需要教师扎实的基本功和深厚的积淀。因此，教师应深入学习教育教学理论，与时俱进，不断积累和完善学科素养，及时总结和反思课堂教学，只有这样才能以不变应万变，让课堂在科学预设与精彩生成中达到理想的境地。