知識(shí)與技能：1．通過(guò)實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。2．知道愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。3．了解康普頓效應(yīng)，了解光子的動(dòng)量過(guò)程與方法：經(jīng)歷科學(xué)探究過(guò)程，認(rèn)識(shí)科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問(wèn)題，驗(yàn)證物理規(guī)律。3、情感態(tài)度與價(jià)值觀：領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對(duì)科學(xué)的好奇心與求知欲，樂(lè)于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅?！局攸c(diǎn)難點(diǎn)】1、重點(diǎn)：光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律2、難點(diǎn)：愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義
問(wèn)題1：回顧前面的學(xué)習(xí)，總結(jié)人類(lèi)對(duì)光的本性的認(rèn)識(shí)的發(fā)展過(guò)程？
雙縫干涉現(xiàn)象單縫衍射現(xiàn)象
麥克期韋的電磁場(chǎng)理論，赫茲的實(shí)驗(yàn)
認(rèn)真觀察下面的實(shí)驗(yàn)點(diǎn)擊下圖視頻圖片開(kāi)始播放
思考：視頻中兩個(gè)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因
當(dāng)光線(xiàn)照射在金屬表面時(shí)，金屬中有電子逸出的現(xiàn)象，稱(chēng)為光電效應(yīng)。逸出的電子稱(chēng)為光電子。
光電子定向移動(dòng)形成的電流叫光電流
2.光電效應(yīng)現(xiàn)象的原理圖及分析電路圖
1.在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中，原來(lái)不帶電的一塊鋅板與靈敏驗(yàn)電器相連，用弧光燈照射鋅板時(shí)，驗(yàn)電器的指針就張開(kāi)一個(gè)角度，如圖所示，
這時(shí)( )A.鋅板帶正電，指針帶負(fù)電B.鋅板帶正電，指針帶正電C.鋅板帶負(fù)電，指針帶正電D.鋅板帶負(fù)電，指針帶負(fù)電
一、實(shí)驗(yàn)：如圖甲是研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的裝置圖，圖乙是研究光電效應(yīng)的電路圖，請(qǐng)結(jié)合裝置圖及產(chǎn)生的現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：
(1)在甲圖中發(fā)現(xiàn)，利用紫外線(xiàn)照射鋅板無(wú)論光的強(qiáng)度如何變化，驗(yàn)電器都有張角，而用紅光照射鋅板，無(wú)論光的強(qiáng)度如何變化，驗(yàn)電器總無(wú)張角，這說(shuō)明了什么？
說(shuō)明：金屬能否發(fā)生光電效應(yīng)，決定于入射光的頻率，與入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)。
矛盾：不管光的頻率如何，只要光足夠強(qiáng)，電子都可獲得足夠能量從而逸出表面，不應(yīng)存在截止頻率。而實(shí)驗(yàn)表明:不同金屬有不同的截止頻率,入射光頻率大于截止頻率時(shí)才會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)。
光子說(shuō)對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的解釋 由于光的能量是一份一份的E=hν，那么金屬中的電子也只能一份一份地吸收光子的能量，而且傳遞能量的過(guò)程只能是一個(gè)光子對(duì)應(yīng)一個(gè)電子的行為。如果光的頻率低于截止頻率，則光子提供給電子的能量不足以克服原來(lái)的束縛，就不能發(fā)生光電效應(yīng)。而當(dāng)光的頻率高于截止頻率時(shí)，能量傳遞給電子以后，電子擺脫束縛要消耗一部分能量，剩余的能量以光電子的動(dòng)能形式存在。
二、實(shí)驗(yàn)：如圖甲是研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的裝置圖，圖乙是研究光電效應(yīng)的電路圖，請(qǐng)結(jié)合裝置圖及產(chǎn)生的現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：
(2)在乙圖中光電管兩端加正向電壓，用一定強(qiáng)度的光照射時(shí)，若增加電壓，電流表示數(shù)逐漸變大，當(dāng)電壓超過(guò)某個(gè)時(shí)，電流表示數(shù)不再變化；而光強(qiáng)增加時(shí)，同樣電壓，電流表示數(shù)會(huì)增大，這說(shuō)明了什么？
說(shuō)明：發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，當(dāng)入射光頻率不變時(shí)，單位時(shí)間飛出的光電子個(gè)數(shù)只與光的強(qiáng)度有關(guān)。存在著飽和電流
說(shuō)明：1、光的強(qiáng)度與飽和電流的關(guān)系：飽和電流與光強(qiáng)有關(guān)，與所加的正向電壓大小無(wú)關(guān)。飽和電流與入射光強(qiáng)度成正比的規(guī)律是對(duì)頻率相同的光照射金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)而言的。對(duì)于不同頻率的光，由于每個(gè)光子的能量不同，飽和電流與入射光強(qiáng)度之間不是簡(jiǎn)單的正比關(guān)系。
2、電壓與飽和電流的關(guān)系：在光照條件不變的情況下，在電流較小時(shí)電流隨電壓的增大而增大，但電流增大到一定值時(shí)，即使電壓再增大，電流也不會(huì)再增大了
解釋?zhuān)喊l(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，在光的顏色不變的情況下，即頻率不變，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)越多。
三、實(shí)驗(yàn)：如圖甲是研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的裝置圖，圖乙是研究光電效應(yīng)的電路圖，請(qǐng)結(jié)合裝置圖及產(chǎn)生的現(xiàn)象回答下列問(wèn)題：
(3)在乙圖中若加反向電壓，當(dāng)光強(qiáng)增大時(shí)，遏止電壓(使光電流減小到0的反向電壓)不變，而入射光的頻率增加時(shí)，遏止電壓卻增加，這一現(xiàn)象說(shuō)明了什么？
說(shuō)明：光電子的能量與入射光頻率有關(guān)，與光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)存在著反向遏止電壓，Uc是遏止電壓，即光電流剛好為0時(shí)的反向電壓。反向遏止電壓的大小只與入射光的頻率有關(guān)。
解釋?zhuān)?愛(ài)因斯坦的光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式：hν＝Ek＋W0或Ek＝hν－W0。(2)物理意義：金屬中電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν，這些能量一部分用于克服金屬的阻礙，溫度不很高時(shí)，電子不能大量逸出，是由于受到金屬表面層的引力作用，電子要從金屬中掙脫出來(lái)，必須克服這個(gè)引力做功，做功的最小值叫做金屬的逸出功W0，剩下的表現(xiàn)為逸出后電子的最大初動(dòng)能Ek。（3）hν＝Ek＋W0
[例1] (多選)現(xiàn)用某一光電管進(jìn)行光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，當(dāng)用某一頻率的光入射時(shí)，有光電流產(chǎn)生。下列說(shuō)法正確的是(　　)A.保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，飽和電流變大B.入射光的頻率變高，飽和電流變大C.入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大D.保持入射光的光強(qiáng)不變，不斷減小入射光的頻率，始終有光電流產(chǎn)生
解析　保持入射光的頻率不變，入射光的光強(qiáng)變大，單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子變多，飽和電流變大，A正確；據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程hν＝2(1)mv2＋W0可知，入射光的頻率變高，光電子的最大初動(dòng)能變大，飽和電流不變，B錯(cuò)誤，C正確；當(dāng)hνλ0的散射光。
4.用光子說(shuō)解釋康普頓效應(yīng)
康普頓認(rèn)為X射線(xiàn)的光子不僅具有能量，也像其他粒子那樣具有動(dòng)量，X射線(xiàn)的光子與晶體中的電子碰撞時(shí)要遵守能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律，求解這些方程，可以得出散射光波長(zhǎng)的變化量Δλ，理論結(jié)果與實(shí)驗(yàn)符合得很好。如圖為X射線(xiàn)的光子與石墨中電子碰撞前后狀態(tài)的示意圖。
2.一束黃光照射某金屬表面時(shí)，不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下列措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是( )A.延長(zhǎng)光照時(shí)間B.增大光束的強(qiáng)度C.換用紅光照射D.換用紫光照射
3.關(guān)于光子說(shuō)的基本內(nèi)容有以下幾點(diǎn)，不正確的是( )A.在空間傳播的光是不連續(xù)的，而是一份一份的，每一份叫一個(gè)光子B.光是具有質(zhì)量、能量和體積的物質(zhì)微粒子C.光子的能量跟它的頻率成正比D.光子客觀并不存在，而是人為假設(shè)的
4. 能引起人的視覺(jué)感應(yīng)的最小能量為10-18J，已知可見(jiàn)光的平均波長(zhǎng)約為0.6?m，則進(jìn)入人眼的光子數(shù)至少為 個(gè)，恰能引起人眼的感覺(jué).

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2 光電效應(yīng)

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