1、光的粒子性 課 題172 光的粒子性第 1 課時計劃上課日期：教學目標1通過實驗了解光電效應的實驗規律。2知道愛因斯坦光電效應方程以及意義。3了解康普頓效應，了解光子的動量教學重難點光電效應的實驗規律、愛因斯坦光電效應方程以及意義教學流程內容板書關鍵點撥加工潤色（一）引入新課提問：回顧前面的學習，總結人類對光的本性的認識的發展過程？（多媒體投影，見課件。）學生回顧、思考，并回答。教師傾聽、點評。光的干涉、衍射現象說明光是電磁波，光的偏振現象進一步說明光還是橫波。19世紀60年代，麥克斯韋又從理論上確定了光的電磁波本質。然而，出人意料的是，正當人們以為光的波動理論似乎非常完美的時候，又發現了用波

2、動說無法解釋的新現象光電效應現象。對這一現象及其他相關問題的研究，使得人們對光的又一本質性認識得到了發展。（二）進行新課1光電效應教師：實驗演示。（課件輔助講述）用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導線與不帶電的驗電器相連），使驗電 器張角增大到約為 30度時，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗電器的指針張角會變大。學生：認真觀察實驗。教師提問：上述實驗說明了什么？學生：表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電。概念：在光(包括不可見光)的照射下，從物體發射電子的現象叫做光電效應。發射出來的電子叫做光電子。2光電效應的實驗規律（1）光電效應實驗如圖所示，光線經石英窗照在陰極上，便有電子逸出-

3、光電子。光電子在電場作用下形成光電流。概念：遏止電壓將換向開關反接，電場反向，則光電子離開陰極后將受反向電場阻礙作用。當 K、A 間加反向電壓，光電子克服電場力作功，當電壓達到某一值 Uc 時，光電流恰為0。 Uc稱遏止電壓。根據動能定理，有（2）光電效應實驗規律 光電流與光強的關系飽和光電流強度與入射光強度成正比。 截止頻率c -極限頻率對于每種金屬材料，都相應的有一確定的截止頻率c 。 當入射光頻率c 時，電子才能逸出金屬表面；當入射光頻率 c時，無論光強多大也無電子逸出金屬表面。 光電效應是瞬時的。從光開始照射到光電子逸出所需時間10-9s。3光電效應解釋中的疑難經典理論無法解釋光電效應

4、的實驗結果。經典理論認為，按照經典電磁理論，入射光的光強越大，光波的電場強度的振幅也越大，作用在金屬中電子上的力也就越大，光電子逸出的能量也應該越大。也就是說，光電子的能量應該隨著光強度的增加而增大，不應該與入射光的頻率有關，更不應該有什么截止頻率。光電效應實驗表明：飽和電流不僅與光強有關而且與頻率有關，光電子初動能也與頻率有關。只要頻率高于極限頻率，即使光強很弱也有光電流；頻率低于極限頻率時，無論光強再大也沒有光電流。光電效應具有瞬時性。而經典認為光能量分布在波面上，吸收能量要時間，即需能量的積累過程。為了解釋光電效應，愛因斯坦在能量子假說的基礎上提出光子理論，提出了光量子假設。4愛因斯坦的

5、光量子假設（1）內容光不僅在發射和吸收時以能量為h的微粒形式出現，而且在空間傳播時也是如此。也就是說，頻率為 的光是由大量能量為 E =h的光子組成的粒子流，這些光子沿光的傳播方向以光速 c 運動。（2）愛因斯坦光電效應方程在光電效應中金屬中的電子吸收了光子的能量，一部分消耗在電子逸出功W0，另一部分變為光電子逸出后的動能 Ek 。由能量守恒可得出：W0為電子逸出金屬表面所需做的功，稱為逸出功Wk為光電子的最大初動能。（3）愛因斯坦對光電效應的解釋：光強大，光子數多，釋放的光電子也多，所以光電流也大。電子只要吸收一個光子就可以從金屬表面逸出，所以不需時間的累積。 從方程可以看出光電子初動能和照射光的頻率成線性關系從光