教学目的：1.了解光电效应的产生条件，特点和规律，及其在科学技术上的应用。

          2.了解光子的量子性、光的光子说及其建立过程。

          3.培养学生运用新的物理模型，分析研究微观粒子行为规律，从而对宏观实验事实加以解释的能力。(04教育资源网 www.04edu.com 转载请注明)

教学重点：光电效应发生的规律。

教学难点：光电效应现象与经典电磁理论的矛盾所在

教学设计：⑴讨论式教学法

          ⑵理论和实验相结合

教学过程：

          1.光电效应     (04教育资源网 www.04edu.com 转载请注明)

a.       演示实验                                        

b.      定义：在光（包括不可见光）的照射下从物体发射出电子的现象叫光电效应。

发射出来的电子叫做光电子。

c.       对光电效应的研究，得出如下结论。

①    任何一种金属都有一个极限频率ν₀，入射光的频率ν >ν₀时，才能产生光电效应。

②    光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率的增大而增大。

③    入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的，一般不超过10^-9s。

④    当ν >ν₀时，光电流的强度与入射光强度成正比。

2.光电效应与经典电磁理论的矛盾(04教育资源网 www.04edu.com 转载请注明)

光电效应四条规律中的前三条都无法用经典电磁理论来解释.

金属中的自由电子，由于受到带正电的原子核的吸引，必须从外界获取足够的能量才能从金属表面逸出。在光电效应中，这种能量由入射光来提供的。按照波动理论，光的能量由光的强度决定，而光的强度又是由光波的振幅决定而与频率无关。因此无论光的频率如何，只要光的强度足够大或照射时间足够长，都能是电子获得足够的能量产生光电效应，而不应存在极限频率，这是矛盾之一。矛盾之二，光电子的最大初动能与入射光强无关而仅由其频率决定。矛盾之三，产生光电效应的时间之短。一束很弱的光波照射到金属上时，它的能量将均匀分布到大量的原子上，怎么可能在极短的时间内把足够的能量集中到一个电子上面使它从金属表面逸出呢？

3.光子说(04教育资源网 www.04edu.com 转载请注明)

爱因斯坦于1905年提出在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫一个光子，光子的能量跟它的频率成正比，即E = hν，、式中h叫普朗克常量。

金属表面上的电子，只要克服金属原子核的引力做功，就能从金属表面逸出。这个功叫逸出功W。当入射光的光子能量E = hν >W时才能产生光电效应。这就解释了极限频率的问题，ν₀ = W/h .如果光子被金属中的某个电子全部吸收，那么这个电子的动能就立即增加到足够克服原子核对它的引力而逸出金属表面，不需要积累能量的过程 。这就解释了光电效应在极短时间内发生。只有处于金属表面的电子，吸收光子后从金属表面逸出，才具有最大初动能。根据能量守恒，最大初动能应等于光子能量减去逸出功，因此最大初动能只随入射光的频率增大而增大，与入射光的强度无关。

爱因斯坦的光子说与牛顿的微粒说有本质区别。牛顿微粒说中的“微粒”是宏观概念中的弹性小球;而光子不是宏观概念中的弹性小球，它不能“静止”，只能以光速运动，它的能量E与它的频率ν成正比, E = hν,而不是（1/2）mv²,当光从真空中进入介质时，光速要变小，但其光子能量是不变的。

4.光电管

光电管根据光电效应原理制成的，它可以把光信号变为电信号。            

如图所示，没有光照射到阴极K时，电路是不通的，电路中没有电流，当有光照射到阴极K时，阴极K就有光电子逸出，光电子被吸引跑向阳极A, 电路中就有了电流，这种电流叫光电流。光电管实际就是一个光控开关，有光就有光电流，无光就没有光电流。

5. 知识的应用与迁移

⑴在演示光电效应实验中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，验电器指针张开一个角度，如图所示，这时        

A.     锌板带正电，指针带负电

B.     锌板带正电，指针带正电(04教育资源网 www.04edu.com 转载请注明)

C.     锌板带负电，指针带正电

D.     锌板带负电，指针带负电

 

⑵如图所示为一光电管工作原理图，当有波长为（均指在真空的波长，下同）为λ的光照射阴极K时，电路中有光电流，则                 

 

A.                           换用波长为λ₁（λ₁>λ）的光照射阴极K时电路中一定没有光电流

B.                           换用波长为λ₂（λ₂ <λ）的光照射阴极K时电路中一定有光电流

C.                           增加电路中电源的端电压，电路中的光电流一定增大

D.                           将电路中电源的极性反接，电路中一定没有光电流

6.课内练习

⑴锌的逸出功为5.35×10^-19J，用下列频率的光照射锌板时，能使锌板发生光电效应的是

A.     5.0×10¹⁴Hz的黄光

B.     5.8×10¹⁴Hz的绿光

C.     7.5×10¹⁴Hz的紫光(04教育资源网 www.04edu.com 转载请注明)

D.     9.2×10¹⁴Hz的紫外线

⑵一束波长为7.5×10^-5cm的光波，每秒钟有3×10¹⁵个光子通过一个与光线方向成垂直的平面，另有一束光，它传输相同的能量，但其波长为4×10^-5cm，这束光每秒钟通过垂直平面的光子数量是

A.1×10¹⁵           B.12/7×10¹⁵

C.7/12×10¹⁵         D.3×10¹⁵

7.作业  P₂₀₀⑴、⑶、⑷