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【精选】沪科版高中物理选修(35)2.2《涅般凤凰再飞翔》word教学设计-物理知识点总结_图文

高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 【课 题】 2.2 涅槃凤凰再飞翔 【教学目标】 (一)知识与技能 (1)理解光电效应现象及其规律; (2)理解爱因斯坦的光子说以及爱因斯坦对光电效应现象的解释. (3)了解康普顿效应现象,理解康普顿利用光子说对康普顿效应现象所作的解释。 (二)过程与方法 (1)通过对实验现象的观察和理解,分析推断现象产生的机制,培养学生的逻辑推理能力. (2)通过对光电效应现象和康普顿效应现象的学习,从而对光的粒子性有一个新的认识. (三)情感、态度与价值观 通过这节课的学习让学生体验在科学研究中,人类对于自然现象的认识是螺旋式上升的,科 学理论是在不断发现新的现象、探索新的规律中发展和完善的.人类认识事物规律的道路是曲折复 杂的,对事物的认识是逐步提高完善的。使学生体验科学研究应有的科学态度:尊重客观事实,勇 于创新和实践。 【教学重点】 (1)理解光电效应、康普顿效应的现象及其规律; (2)理解运用爱因斯坦的光子说对以上两种现象的规律所作的解释. 【教学难点】 (1) 爱因斯坦光子说的内容以及的“两种效应”的解释; (2) 通过这两种现象的学习和认识,对光的粒子性形成新的认识。 【教学过程】 新课的引入 19世纪60年代,光的波动理论学说虽然取得了很大的成功,在“波动说”与“粒子说”之争中取的 了胜利。19世纪80年代,就在赫兹用实验证实麦克斯韦电磁理论的同时,他还发现了一种新的现象 ——光电效应,当时利用光的波动说也无法解释。下面我们来学习观察光电效应现象. 一、光电效应 1.读书了解光电效应现象:P.29,了解什么是光电效应现象: 1887年,赫兹的发现: 汤姆生和勒纳的发现: 光电效应: 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 光电子: 2.实验探究:探究光电效应产生的条件 (1)按照教材P.29~30页的实验步骤进行演示,组织学生观察: ? ????????? (2)结论:要发生光电效应,照射锌板的光的频率要足够高。 3.实验探究:研究光电效应的规律 老师介绍实验电路及实验原理,如右图: 实验步骤:1. 2. 3. 4. (略见教材P.30) 有条件可演示实验,组织学生记录数据,然后分析处理数 据,将结果填入表2; 若无条件可组织学生阅读实验步骤,理解分析教材提供的实 验数据表(略见教材P.30 表1) ? ????????? 对教材P.30表1中的数据进行分析处理,结果如下表: 表2 光 的 颜 色 绿 蓝 紫(强度较 低) 紫(强度较 高) 具体结论如下: 波长 λ/nm 546 480 410 频率 ν/Hz 5.49× 1014 6.25× 1014 7.32× 1014 遏止电压 U/V 0.40 0.70 1.15 最大动能 Ekm/eV 0.40 0.70 1.15 410 7.32× 1014 1.15 1.15 (1)不同频率的光照射同种金属,频率越高,光电子的最大初动能越大; (2)光电子的最大初动能与入射光强无关; 4. 光电效应的规律总结 (介绍科学家勒纳等人总结的结论) (1)对于各种金属都存在一个极限频率,当入射光频率必须高于这个极限频率时,才能产 生光电效应;如果入射光频率低于这个极限频率,无论光多么强,照射时间多么长,都不会产生 光电效应。 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 (2)光电子的最大初动能随着入射光频率的增加而增大,与入射光的强度无关。 (3)当产生光电效应时,单位时间内从金属表面逸出的光电子数与与入射光的强度有关,光 的强度越大,单位时间内从金属表面逸出的光电子数越多。 (4)入射光照到金属表面时,光电子的产生几乎是瞬时的不超过 10-9 秒。 5.波动理论解释不了光电效应 (1)波动理论解释不了极限频率,认为光的强度由光波的振幅决定,跟频率无关,只要入射 光足够强,就应该能发生光电效应.但事实并非如此. (2)波动理论解释不了光电子的最大初动能,只与光的频率有关而与光的强度无关. (3)波动理论还解释不了光电效应发生的时间之短. 二、爱因斯坦的光子说 1905年,26岁的爱因斯坦发表了题为《关于光的产生和 转化的一个启发性观点》,提出了光的量子理论,使光的粒子 说这个“涅槃凤凰”重又翱翔在物理学的天空。他认为: 光在空间传播时不是连续的,而是一份一份的, 每一份叫做一个光子,光子的能量E与频率ν成正 比。即 E=hν 分析论证 光子说对光电效应的完美解释 阅读教材P.32,注意思考如下问题: 1. 光子说是怎样解释“光电子的产生几乎是瞬时 的”? 2. 3. 4. 光子说是怎样解释“极限频率”的存在的? 光子说是怎样解释“最大初动能”与入射光频率的关系的? 爱因斯坦光电效应方程 hν=W+Ekm,反映了最大初动能与入射 光频率、金属逸出功的精确关系。试作出最大初动能与入射光 频率的关系图像。 案例分析: 阅读教材P.33 的案例分析中的例题及解答 Ekm ν O ν0 三、光子说的又一明证——康普顿效应 1916年爱因斯坦进一步指出: 光子不仅有能量,而且像实物粒子一样具有动量,其动量大小 h 为 p= ,其方向沿光的传播方向。康普顿效应为此提供了明证。 λ 下面学习康普顿效应。 1. 康普顿效应: 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 高中数学、数学课件、高中数学教案、数学试卷试题、数学知识点总结 从1920年起,康普顿开始研究X射线通过金属、石墨等物质的散射现象,经过研究发 现:在散射线中,除了有与入射线波长相同的射线外,还有比入射线波长更长一些的射线。 人们把这种波长变化的现象叫做康普顿效应。 指导学生阅读教材

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