光電效應設計詳案
按波動理論,入射光強越大,光能越大,飛出的光電子初動能就應越大.事實是光電子的最大初動能僅與入射光頻率有關.
(板書:2、光電子最大初動能 的大小應與光強有關,與 無關)
(3)光電效應幾乎是瞬時發生的.也就是說,不論入射光強多么弱,只要 ,就立即能發生光電效應.光太弱時,按波動理論,要達到使光電子飛出的能量,要有一個能量積累過程.事實上光電效應幾乎瞬時發生說明一旦發生光電效應,幾乎不需要能量的積累過程.(板書:3、弱光照射時應有能量積累過程,不應瞬時發生)
(4)波動理論能夠解釋第四條規律——隨著光強的增大,光電流也在增大.
通過上面的分析,光的波動理論在解釋光電效應時遇到了巨大的困難.后來,愛因斯坦在普朗克量子化理論的啟發下,提出了光子學說.
4、光子說
閱讀課文分析:
問題8:光子說與波動理論的主要區別是什么?
(光子說認為能量是一份一份的,與頻率有關,而波動說認為能量是連續的,與頻率無關.)
普朗克認為電磁波的發射和吸收不是連續的,而是一份一份的進行的,理論計算的結果才能和實驗事實相符,這樣的一份能量叫做能量子,普朗克還認為每一份能量等于 ,其中 叫做普朗克常量,實驗測得:
普朗克將物理學帶進了量子世界,受到普朗克的啟發,愛因斯坦在19xx年提出,在空間中傳播的光也不是連續的,而是一份一份的,每一份叫做一個光量子,簡稱光子,光子的能量
跟光的頻率 成正比,即:這個學說后來就叫做光子說.(關于光子說的內容可以讓學生自學)
光子說的這兩點實際上是針對波動理論的兩大要害提出的.愛因斯坦當時在實驗事實還不是很充分的時候,提出了光子說,是對科學的重大貢獻.這也說明理論與新的實驗事實不符時,要根據事實建立新的理論,因為實踐是檢驗真理的唯一標準.
5、光電效應方程
(1)光電效應中,金屬中的電子在飛出金屬表面時要克服原子核對它的吸引而做功,某種金屬中的不同電子,脫離這種金屬所做的功也不一樣,使電子脫離某種金屬所做的功的最小值叫做這種金屬的逸出功.(板書:1、逸出功 )
(2)如果入射光子的能量 大于逸出功 ,那么有些光子在脫離金屬表面后還有剩余的能量——也就是說有些光電子具有一定的動能,就有下面的關系:
這個關系式通常叫做愛因斯坦光電方程.
(板書:愛因斯坦光電效應方程: )
這部分內容對一般學生只需簡單介紹,對層次較好的學生可以練習簡單計算,深入理解方程的意義.
三、例題分析(參考課文例題和備課資料)四、課堂總結