PAGE6/7光電效應(yīng)一、教學(xué)目標(biāo)1、知識與技能（1）光電效應(yīng)現(xiàn)象具有哪些規(guī)律．（2）人們研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的目的性．（3）愛因斯坦的光子說對光電效應(yīng)現(xiàn)象的解釋．2、過程與方法(1)觀察用紫外線燈照射鋅板的實驗，分析現(xiàn)象產(chǎn)生的原因．(2)觀察光電效應(yīng)演示儀的實驗過程，掌握分析現(xiàn)象所得到的結(jié)論．3、態(tài)度、情感、價值觀結(jié)合物理學(xué)發(fā)展史使學(xué)生了解到科學(xué)理論的建立過程，滲透科學(xué)研究方法的教育．二、教學(xué)重點與難點分析：（1）光電效應(yīng)現(xiàn)象的基本規(guī)律、光子說的基本思想和做好光電效應(yīng)的演示實驗是本節(jié)課的重點(2)發(fā)生光電效應(yīng)時光電流的強(qiáng)度為什么跟光電子的最大初動能無關(guān)，只與入射光的強(qiáng)度成正比．三、教學(xué)過程：1.光電效應(yīng)的產(chǎn)生1.1什么是光電效應(yīng)現(xiàn)象？什么是光電子？什么是光電流？在光（包括不可見光）的照射下電子從物體表面逸出的現(xiàn)象稱為光電效應(yīng)現(xiàn)象。發(fā)射出的電子叫做光電子。由于光電子而導(dǎo)致的回路電流叫光電流。例1、在演示光電效應(yīng)的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連.用弧光燈照射鋅板時，驗電器的指針就張開一個角度，如圖5-1所示.這時()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)電例2、光電效應(yīng)實驗的裝置如圖5-4所示，則下列說法中正確的是()

A.用紫外光照射鋅板，驗電器指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)

B.用紅色光照射鋅板，驗電器指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)

C.鋅板帶的是負(fù)電荷

D.使驗電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷例3、在圖5-6所示的光電管的實驗中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色照射光電管時，電流表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)，而用另一頻率的B單色光照射時不發(fā)生光電效應(yīng)，那么()

A.A光的頻率大于B光的頻率

B.B光的頻率大于A光的頻率

C.用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是a流向b

D.用A光照射光電管時流過電流表G的電流方向是b流向a1.2、光電效應(yīng)有那些規(guī)律？實驗研究：向?qū)W生介紹光電效應(yīng)演示儀．在黑板上畫一示意圖，如圖所示．S為抽成真空的光電管，C是石英窗口，光線可通過它照射到金屬板K上，金屬板A和K組成一對電極與外部電路相連接．光源為白熾燈，在光源和石英窗口C之間插入不同顏色的濾光片可以改變?nèi)肷涔獾念l率，光源的亮度可以通過另一套裝置調(diào)節(jié)．觀察現(xiàn)象一：在沒有光照射K時，電壓表有示數(shù)，電流表沒有示數(shù)，說明什么？觀察現(xiàn)象二：保持AK間電壓一定，燈泡亮度一定，在窗口C前依次放上紅色、橙色、綠色濾光片，觀察到紅光照射金屬板K時沒有光電流，橙光和綠光照射時有光電流．用紅光照射時改變?nèi)肷涔獾牧炼群透淖冸妶鲭妷憾疾话l(fā)生光電效應(yīng)．觀察現(xiàn)象三：逐漸減小KA間的正向電壓，直到電壓為零時，電流表仍有示數(shù)，說明光電流依然存在．如果在KA間加一反向電壓，則光電流變小，增大反向電壓，使光電流剛好為零．實驗結(jié)論：（1）金屬表面被光照射可在10-9s的時間內(nèi)打出光電子，即光電效應(yīng)幾乎是瞬間發(fā)生的。（2）在單位時間里從金屬發(fā)射出的光電子數(shù)跟入射光的強(qiáng)度成正比。（3）任何一種金屬都對應(yīng)著發(fā)生光電效應(yīng)的一個極限頻率。（4）光電子的最大初動能與入射光的強(qiáng)度無關(guān)，只隨入射光的頻率增大而增大。例1、用某種單色光照射某種金屬表面，發(fā)生光電效應(yīng)，現(xiàn)將該單色光的光強(qiáng)減弱，則()

A.光電子的最大初動能不變

B.光電子的最大初動能減少

C.單位時間內(nèi)產(chǎn)生的光電子減少

D.可能不發(fā)生光電效應(yīng)例2、如圖5-2所示，一靜電計與鋅板相連，在A處用紫外燈照射鋅板，關(guān)燈后，指針保持一定偏角.(1)現(xiàn)用一帶負(fù)電的金屬小球與鋅板接觸，則靜電計指針偏角將_____(填“減小”“增大”或“不變”).(2)使靜電計指針回到零，再用相同強(qiáng)度的鈉燈發(fā)出的黃光照射鋅板，靜電計指針無偏轉(zhuǎn).那么，若改用強(qiáng)度更大的紅外線照射鋅板，可觀察到靜電計指針_____(填“有”或“無”)偏轉(zhuǎn).例3、一細(xì)束平行光經(jīng)玻璃三棱鏡折射后分解為互相分離的三束光，分別照射到相同的金屬板a、b、c上，如圖5-3所示，已知金屬板b有光電子放出，則可知()

A.板a一定不放出光電子

B.板a一定放出光電子

C.板c一定不放出光電子

D.板c一定放出光電子例4、某單色光照射某金屬時不能產(chǎn)生光電效應(yīng)，則下述措施中可能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的是()

A.延長光照時間

B.增大光的強(qiáng)度

C.換用波長較短的光照射

D.換用頻率較低的光照射例5、某種金屬在單色光照射下發(fā)射出光電子，這光電子的最大動能()

A.隨照射光強(qiáng)度的增大而增大

B.隨照射光頻率的增大而增大

C.隨照射光波長的增大而增大

D.與照射光的照射時間無關(guān)2.光電效應(yīng)的理論解釋2.1、光的電磁學(xué)說與光電效應(yīng)實驗規(guī)律在那些方面是矛盾的？矛盾1：根據(jù)電磁學(xué)說，光的能量由強(qiáng)度決定而與頻率無關(guān)，所以無論頻率如何只要強(qiáng)度足夠大、時間足夠長都應(yīng)發(fā)生光電效應(yīng)。這與存在極限頻率的事實不符。矛盾2：根據(jù)電磁學(xué)說，用弱光照射金屬表面時，光電效應(yīng)的發(fā)生需要一定的時間。這與無論強(qiáng)度如何發(fā)生光電效應(yīng)幾乎都不需要時間的實驗事實相矛盾。2.2、誰提出了光子說？光子說的內(nèi)容是什么？愛因斯坦提出了光子說，并用它成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象。光子說的基本內(nèi)容為：光的能量傳播不連續(xù)；每一份稱為一個光子；每個光子的能量為：E=h?(h=6.63×10-34J·s)2.3、如何理解愛因斯坦光電效應(yīng)方程？（1）讓金屬表面電子離開金屬表面需對其做功，需要做的最小功（垂直離開表面且離開表面時速度為零）就是式中的W，叫逸出功。內(nèi)部電子需要做的功都比逸出功大。（2）當(dāng)照射光的頻率滿足：h?0=W時，金屬表面的電子剛好能逸出而發(fā)生光電效應(yīng)。?0為極限頻率。當(dāng)頻率再小時，電子吸收的能量由于作用而快速轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（3）金屬表面垂直出射的電子具有最大初動能。且照射光頻率越大，光電子的最大初動能越大。（4）金屬內(nèi)部電子吸收光子后運動方向的差異導(dǎo)致離開金屬需做的功不同，一部分不能離開金屬，離開金屬的光電子動能比表面上垂直出射的要小。、光電效應(yīng)的應(yīng)用3.1光電開關(guān)光電管是利用光電效應(yīng)把光信號轉(zhuǎn)化為電信號的器件，應(yīng)用光電管可以控制電路的接通或斷開。例1、如圖5-5，當(dāng)電鍵K斷開時，用光子能量為2.5eV的一束光照射陰極P，發(fā)現(xiàn)電流表讀數(shù)不為零.合上電鍵，調(diào)節(jié)滑線變阻器，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表讀數(shù)小于0.60V時，電流表讀數(shù)仍不為零；當(dāng)電壓表讀數(shù)大于或等于0.60V時，電流表讀數(shù)為零，由此可知陰極的材料的逸出功為()

A.1.9eVB.0.6eVC.2.5eVD.3.1eV3.2光電成像光電成像的原理是利用光電效應(yīng)先將光信號轉(zhuǎn)化成電信號，然后再將電信號轉(zhuǎn)化成光信號。CCD廣泛應(yīng)用在數(shù)碼攝影、天文學(xué)，尤其是光學(xué)遙測技術(shù)、光學(xué)與頻譜望遠(yuǎn)鏡，和高速攝影技術(shù)如Luckyimaging。CCD在攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)和掃描儀中應(yīng)用廣泛，只不過攝像機(jī)中使用的是點陣CCD，即包括x、y兩個方向用于攝取平面圖像，而掃描儀中使用的是線性CCD，它只有x一個方向，y方向掃描由掃描儀的機(jī)械裝置來完成。CCD，英文全稱：Charge-coupledDevice，中文全稱：電荷耦合元件?？梢苑Q為CCD圖像傳感器。CCD是一種半導(dǎo)體器件，能夠把光學(xué)影像轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號。CCD上植入的微小光敏物質(zhì)稱作像素（Pixel）。一塊CCD上包含的像素數(shù)越多，其提供的畫面分辨率也就越高。CCD的作用就像膠片一樣，但它是把圖像像素轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。CCD上有許多排列整齊的電容，能感應(yīng)光線，并將影像轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號。經(jīng)由外部電路的控制，每個小電容能將其所帶的電荷轉(zhuǎn)給它相鄰的電容。此外，CCD還是蜂群崩潰混亂癥的簡稱。3.2光電池硅光電池是一種直接把光能轉(zhuǎn)換成電能的半導(dǎo)體器件。它的結(jié)構(gòu)很簡單，核心部分是一個大面積的PN結(jié)，把一只透明玻璃外殼的點接觸型二極管與一塊微安表接成閉合回路，當(dāng)二極管的管芯(PN結(jié))受到光照時，你就會看到微安表的