光電效應設計詳案
教師總結:可見光,紫外線,x射線都是電磁波,只是頻率高低不同.用不同頻率的各種電磁波照射同一種金屬板,發(fā)現(xiàn),當頻率低到一定程度后,不論怎樣增大入射光強度,怎樣延長照射時間,都無法發(fā)生光電效應.這一頻率界限就叫極限頻率.
。ò鍟憾、規(guī)律:任何一種金屬,都存在極限頻率 ,只有當入射光 時,才能發(fā)生光電效應.)
問題4:發(fā)生光電效應時,若將高壓電源去掉,檢流計中仍能發(fā)現(xiàn)有電流通過.這說明什么呢?
。w出的電子不需要加速電壓,能從鋅板飛向銅網.這也說明飛出的電子具有一定的初速度,具有一定的初動能.)
問題5:光電子的這一初動能是從哪里來的呢?
。◤娜肷涔庵蝎@得.用不同的光——不同頻率,不同光強——照射同一金屬.發(fā)現(xiàn):光電子的最大初動能 與入射光強度無關,只與入射光頻率有關,并且隨入射光頻率的增大而增大.)
。ò鍟2、光電子的最大初動能 與入射光強度無關,只隨入射光頻率的增大而增大),這是光電效應的第二條規(guī)律
.讓學生觀察在能發(fā)生光電效應的情況下,從光照開始到光電效應發(fā)生,需要的時間長短.
(用x射線照射鋅板,讓x射線不斷地斷、續(xù)照射,檢流計指針的偏轉也斷、續(xù)發(fā)生)
問題6:大家看到的現(xiàn)象說明了什么問題?
。ü怆娦l(fā)生非?.科學家用儀器測出了光電效應的發(fā)生時間,在 s以下.在這段時間中,光只能通過約20-30cm的距離.可以說光電效應的發(fā)生幾乎是瞬時的.)
板書(3、光電效應的發(fā)生幾乎是瞬時的.)
教師講解:通過研究的光電效應的第二條規(guī)律中,我們知道入射光強不影響光電子的最大初動能.
問題7:入射光強不影響光電子的最大初動能,那么入射光強可以對什么發(fā)生影響呢?
(把紫外線管靠近鋅板,改變紫外線管與鋅板的距離,檢流計指針偏轉幅度相應地發(fā)生變化)這個現(xiàn)象說明什么?(說明入射光強度增大時,光電流強度也增大.精確的實驗表明,光電流強度與入射光強度成正比關系,這是光電效應的第4條規(guī)律.)
。ò鍟4、光電流隨入射光強度的增大而增大.)
通過對實驗現(xiàn)象的觀察、分析,得出了光電效應的規(guī)律.通過閱讀課本,讓學生熟悉這4條規(guī)律.看表格思考下列問題:
。1)某光恰能使鋅發(fā)生光電效應,那么能使課本中表格內哪些金屬發(fā)生光電效應?
。2)表中哪種金屬最易發(fā)生光電效應?
。3)為什么各種金屬的極限頻率不同?)
3、波動理論在解釋光電效應時的矛盾
為什么說光的波動理論無法解釋光電效應的規(guī)律?從光電效應的發(fā)生過程來看,電子吸收入射光能量后才能掙脫原子核的束縛,所以我們應從能量的角度來分析光效應.光的波動理論是這樣描述光的能量的:(1)能量是連續(xù)的;(2)振幅(光強)越大,光能越大,光的能量與頻率無關.大家想一想,波動理論為什么無法解釋光電效應的規(guī)律?
(1)我們先來分析第一條規(guī)律:存在極限頻率.
按波動理論,不論什么頻率的光,只要光強足夠大,就應該發(fā)生光電效應,不應存在極限頻率.
。ò鍟翰▌永碚摰睦щy:1、不應存在極限頻率)
。2)波動理論能解釋光電子的最大初動能與入射光強無關嗎?