作为一名教师,通常需要用到教案来辅助教学,教案是实施教学的主要依据,有着至关重要的作用。那么问题来了,教案应该怎么写?下面是小编精心整理的高中物理光电效应教案,欢迎阅读,希望大家能够喜欢。
高中物理光电效应教案 1
1、知识与技能
(1)通过实验了解光电效应的实验规律。
(2)知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。
(3)了解康普顿效应,了解光子的动量
2、过程与方法:经历科学探究过程,认识科学探究的意义,尝试应用科学探究的方法研究物理问题,验证物理规律。
3、情感、态度与价值观:领略自然界的奇妙与和谐,发展对科学的好奇心与求知欲,乐于探究自然界的奥秘,能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。
教学重点:光电效应的实验规律
教学难点:爱因斯坦光电效应方程以及意义
教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。
教学用具:投影片,多媒体辅助教学设备
(一)引入新课
回顾前面的学习,总结人类对光的本性的认识的发展过程?
(多媒体投影,见课件。)光的干涉、衍射现象说明光是电磁波,光的偏振现象进一步说明光还是横波。19世纪60年代,麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。然而,出人意料的是,正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候,又发现了用波动说无法解释的新现象光电效应现象。对这一现象及其他相关问题的研究,使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。
(二)进行新课
1、光电效应
实验演示1:(课件辅助讲述)用弧光灯照射擦得很亮的锌板,(注意用导线与不带电的验电器相连),使验电器张角增大到约为30度时,再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板,则验电器的指针张角会变大。上述实验说明了什么?(表明锌板在射线照射下失去电子而带正电)
概念:在光(包括不可见光)的照射下,从物体发射电子的现象叫做光电效应。发射出来的电子叫做光电子。
2、光电效应的实验规律
(1)光电效应实验
如图所示,光线经石英窗照在阴极上,便有电子逸出————光电子。光电子在电场作用下形成光电流。
概念:遏止电压,将换向开关反接,电场反向,则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。当K、A间加反向电压,光电子克服电场力作功,当电压达到某一值Uc时,光电流恰为0。Uc称遏止电压。
根据动能定理,有:
(2)光电效应实验规律
①光电流与光强的关系:饱和光电流强度与入射光强度成正比。
②截止频率c——极限频率,对于每种金属材料,都相应的有一确定的截止频率c,当入射光频率c时,电子才能逸出金属表面;当入射光频率c时,无论光强多大也无电子逸出金属表面。
③光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间10—9s。
3、光电效应解释中的疑难
经典理论无法解释光电效应的实验结果。
经典理论认为,按照经典电磁理论,入射光的光强越大,光波的电场强度的振幅也越大,作用在金属中电子上的力也就越大,光电子逸出的能量也应该越大。也就是说,光电子的能量应该随着光强度的增加而增大,不应该与入射光的频率有关,更不应该有什么截止频率。
光电效应实验表明:饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关,光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率,即使光强很弱也有光电流;频率低于极限频率时,无论光强再大也没有光电流。
光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上,吸收能量要时间,即需能量的积累过程。
为了解释光电效应,爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论,提出了光量子假设。
4、爱因斯坦的光量子假设
(1)内容
光不仅在发射和吸收时以能量为h的微粒形式出现,而且在空间传播时也是如此。也就是说,频率为的光是由大量能量为E=h的光子组成的粒子流,这些光子沿光的传播方向以光速c运动。
(2)爱因斯坦光电效应方程
在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量,一部分消耗在电子逸出功W0,另一部分变为光电子逸出后的动能Ek。由能量守恒可得出:
W0为电子逸出金属表面所需做的`功,称为逸出功。Wk为光电子的最大初动能。
(3)爱因斯坦对光电效应的解释
①光强大,光子数多,释放的光电子也多,所以光电流也大。
②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出,所以不需时间的累积。
③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系
④从光电效应方程中,当初动能为零时,可得极限频率:
爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应,但当时并未被物理学家们广泛承认,因为它完全违背了光的波动理论。
5、光电效应理论的验证
美国物理学家密立根,花了十年时间做了光电效应实验,结果在1915年证实了爱因斯坦光电效应方程,h的值与理论值完全一致,又一次证明了光量子理论的正确。
6、展示演示文稿资料:爱因斯坦和密立根
由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律,荣获1921年诺贝尔物理学奖。
密立根由于研究基本电荷和光电效应,特别是通过著名的油滴实验,证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物理学奖。
光电效应在近代技术中的应用
(1)光控继电器
可以用于自动控制,自动计数、自动报警、自动跟踪等。
(2)光电倍增管
可对微弱光线进行放大,可使光电流放大105~108倍,灵敏度高,用在工程、天文、科研、军事等方面。
高中物理光电效应教案 2
一、教学目标
知识与技能:学生能准确阐述光电效应的概念,理解光电效应的实验规律;掌握爱因斯坦光电效应方程,并能运用其解释光电效应现象和解决相关问题。
过程与方法:通过参与光电效应实验探究,提升观察、分析和归纳能力;在运用光电效应方程解题过程中,增强逻辑思维与知识应用能力。
情感态度与价值观:激发对物理现象的好奇心与探究欲,体会科学理论对解释自然现象的重要意义,培养严谨的科学态度。
二、教学重难点
重点:光电效应的实验规律;爱因斯坦光电效应方程。
难点:理解光电效应产生的`条件和爱因斯坦光电效应方程的内涵。
三、教学方法
实验探究法、讲授法、讨论法
四、教学过程
情境导入(5 分钟):展示太阳能电池板将光能转化为电能的视频,提问:“光能是如何转化为电能的?” 引发学生思考,导入光电效应课题。
实验探究(20 分钟):教师演示光电效应实验装置,介绍实验原理和操作方法。引导学生观察实验现象,改变入射光的强度、频率等条件,记录光电流的变化情况。组织学生分组讨论实验现象,总结光电效应的实验规律,如存在饱和光电流、截止频率等。
理论讲解(15 分钟):讲解经典电磁理论在解释光电效应时的困难,引入爱因斯坦的光子说和光电效应方程。结合方程,详细分析光电效应产生的条件和各物理量的含义,解释实验中观察到的现象。
例题讲解与练习(15 分钟):通过具体例题,如已知某金属的逸出功和入射光频率,求光电子的最大初动能,引导学生运用光电效应方程解题。布置课堂练习,让学生巩固所学知识,教师巡视指导,及时纠正学生的错误。
课堂小结(5 分钟):与学生一起回顾本节课的重点内容,包括光电效应的实验规律和爱因斯坦光电效应方程。强调本节课的难点,解答学生的疑问。
高中物理光电效应教案 3
一、教学目标
知识与技能:学生熟练掌握光电效应的概念、规律及应用;深入理解光子说和光电效应方程,并能灵活运用。
过程与方法:借助多媒体资源,提高分析和处理信息的能力;通过小组合作学习,培养交流与协作能力。
情感态度与价值观:感受物理与现代科技的紧密联系,增强学习物理的兴趣和信心。
二、教学重难点
重点:光电效应规律的理解和应用;光电效应方程的推导与运用。
难点:光子说对光电效应的解释;光电效应方程中各物理量关系的理解。
三、教学方法
多媒体教学法、小组合作学习法、问题驱动法
四、教学过程
问题导入(5 分钟):提出问题:“为什么有些材料在光照下能产生电流,而有些不能?” 引发学生讨论,引入光电效应的学习。
多媒体展示(15 分钟):利用多媒体课件展示光电效应的实验装置、实验过程和现象,通过动画演示光电子的发射和运动,帮助学生直观理解光电效应。播放相关科普视频,介绍光电效应在现代科技中的应用,如光电管、光传感器等,激发学生的学习兴趣。
小组合作学习(20 分钟):将学生分成小组,布置学习任务:讨论经典电磁理论与光电效应实验现象的矛盾;推导爱因斯坦光电效应方程。各小组展开讨论,教师巡视指导,参与小组讨论,引导学生深入思考。小组代表汇报讨论结果,教师进行点评和总结。
巩固练习与拓展(15 分钟):通过在线练习平台,发布选择题、计算题等,检测学生对知识的掌握情况。展示一些拓展性问题,如不同金属的`逸出功对光电效应的影响,引导学生进一步思考和探究。
课堂总结(5 分钟):总结本节课的主要内容,强调重点和难点。布置课后作业,要求学生查阅资料,了解光电效应的最新研究成果。
高中物理光电效应教案 4
一、教学目标
知识与技能:学生全面理解光电效应的本质和规律;熟练运用光电效应知识解释生活和科技中的相关现象。
过程与方法:通过分析实际应用案例,提高知识迁移和解决实际问题的能力;培养观察生活中物理现象的习惯。
情感态度与价值观:体会物理知识的实用性,增强将物理知识应用于生活的意识。
二、教学重难点
重点:光电效应规律及其在实际中的应用;光电效应方程的应用。
难点:从实际现象中抽象出光电效应模型;运用光电效应知识解决复杂实际问题。
三、教学方法
案例教学法、讲授法、启发式教学法
四、教学过程
生活实例导入(5 分钟):展示自动感应门、数码相机成像等生活实例,提问:“这些设备是如何工作的?与光电效应有什么关系?” 吸引学生注意力,导入新课。
知识讲解与案例分析(25 分钟):讲解光电效应的基本概念和规律,结合具体案例,如光电计数器的工作原理,分析光电效应在其中的应用。引导学生思考并讨论,如何利用光电效应设计其他实用装置,如光控路灯等。
深入探究(15 分钟):提出问题:“如果要提高光电效应的'效率,应该从哪些方面入手?” 组织学生进行小组讨论,引导学生结合光电效应方程和实验规律进行分析。邀请小组代表分享讨论结果,教师进行总结和补充,深入讲解光电效应的相关知识。
实际问题解决(10 分钟):给出一些实际问题,如某光电管在特定光照下的工作情况分析,让学生运用所学知识进行解答。教师巡视指导,帮助学生解决遇到的困难。
课堂总结与作业布置(5 分钟):总结本节课内容,强调光电效应与实际生活的紧密联系。布置作业,让学生观察生活中还有哪些现象与光电效应有关,并尝试用所学知识进行解释。
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