光电效应-试讲稿与教案
一、课时定位
本课用于建立光的粒子性证据,重点讲清光强、频率、遏止电压和最大初动能之间的关系。
二、5 分钟导入
提出问题:如果光只是经典波,增强光强应该让电子更容易飞出、能量更大。但实验发现,频率不够时再强的光也不能逸出电子。这个反直觉现象引出光子能量 。
三、教学目标
- 能写出光电效应方程 。
- 能解释极限频率、逸出功、遏止电压。
- 能读懂 图和 图。
四、问题链
- 光强增大,光电子最大初动能会不会增大?
- 频率增大,遏止电压怎样变化?
- 为什么存在极限频率?
- 图像更高说明什么?更靠左说明什么?
- 图像斜率为什么相同?
五、板书设计
光电效应
1. 光子能量:E=hν
2. 方程:hν=W0+Ek,Ek=eU0
3. I-U 图:高强光,左大频
4. Ek-ν 图:斜率 h,截距 -W0,横截距 ν0六、例题与答案
例 1:同种金属,入射光频率不变,光强增大,饱和光电流和最大初动能怎样变化?
答案:饱和光电流增大;最大初动能不变。
例 2: 图像中两种金属的直线平行,说明什么?
答案:斜率均为普朗克常量 ;不同金属逸出功不同,截距不同。
七、讲评追问
- 你判断的是光强,还是频率?依据在图像哪里?
- 遏止电压越大,电子最大初动能越大还是越小?
- 为什么“更亮的低频光”仍可能没有光电子?
八、课堂展开脚本
1. 反直觉导入
先让学生用经典波动观点预测:
光越强,电子获得能量越多,应该更容易逸出。
然后给出现象:
频率低于极限频率时,光再强也没有光电子。
这个冲突是本节课的核心张力,引出光子能量 。
2. 四个量分工
课堂上用表格固定:
| 改变量 | 主要影响 |
|---|---|
| 增大光强 | 饱和光电流增大 |
| 增大频率 | 最大初动能、遏止电压增大 |
| 换金属 | 逸出功和极限频率改变 |
| 加反向电压 | 光电流减小直至为零 |
3. 图像讲法
图像:
- 高度看光强;
- 左右看遏止电压;
- 遏止电压看频率。
图像:
- 斜率是 ;
- 纵截距是 ;
- 横截距是 。
九、分层练习
基础题
同一金属,频率不变,光强加倍,判断饱和光电流和最大初动能。
提升题
给两条 曲线,判断哪束光频率大、哪束光强大。
图像题
给 图像,求逸出功、极限频率,并说明斜率物理意义。
十、课堂小结
光电效应一句话:
频率管能量,光强管数量。
核心方程:
hν = W0 + Ek
Ek = eU0