高中物理光电效应知识点教案资料
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一、教案主题:光电效应的基本概念1. 教学目标:a. 让学生了解光电效应的定义和基本原理。
b. 使学生掌握光电效应的条件和影响因素。
c. 培养学生的实验操作能力和观察能力。
2. 教学内容:a. 光电效应的定义和基本原理。
b. 光电效应的条件和影响因素。
3. 教学过程:1) 引入话题:光的粒子性和波动性。
2) 讲解光电效应的定义和基本原理。
3) 介绍光电效应的条件和影响因素。
4) 进行光电效应实验,观察实验现象。
4. 教学方法:a. 讲授法:讲解光电效应的基本原理和条件。
b. 实验法:进行光电效应实验,观察实验现象。
5. 教学评价:a. 课堂问答:检查学生对光电效应的理解程度。
b. 实验报告:评估学生在实验中的操作能力和观察能力。
二、教案主题:光电效应的实验操作1. 教学目标:a. 让学生掌握光电效应实验的操作步骤。
b. 使学生能够正确使用实验仪器和设备。
c. 培养学生的观察能力和数据分析能力。
2. 教学内容:a. 光电效应实验的操作步骤。
b. 实验仪器和设备的使用方法。
3. 教学过程:1) 复习光电效应的基本原理和条件。
2) 讲解光电效应实验的操作步骤。
3) 示范实验操作,学生跟随操作。
4) 学生独立进行实验,观察实验现象。
4. 教学方法:a. 讲授法:讲解光电效应实验的操作步骤。
b. 示范法:示范实验操作,学生跟随操作。
c. 实验法:学生独立进行实验,观察实验现象。
5. 教学评价:a. 实验操作检查:评估学生对实验操作的掌握程度。
b. 实验报告:评估学生在实验中的观察能力和数据分析能力。
三、教案主题:光电效应方程的推导1. 教学目标:a. 让学生了解光电效应方程的推导过程。
b. 使学生掌握光电效应方程的组成和含义。
c. 培养学生的理解和应用能力。
a. 光电效应方程的推导过程。
b. 光电效应方程的组成和含义。
3. 教学过程:1) 复习光电效应的基本原理和条件。
2) 讲解光电效应方程的推导过程。
3) 解释光电效应方程的组成和含义。
一、教学目标1. 让学生了解光电效应的定义、产生条件和实验现象。
2. 使学生掌握光电效应方程,并能运用该方程分析实际问题。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 光电效应的定义和产生条件2. 光电效应实验现象3. 光电效应方程的推导和应用4. 光电效应在现代科技领域的应用5. 光电效应与康普顿效应的比较三、教学重点与难点1. 教学重点:光电效应的产生条件、光电效应方程及其应用。
2. 教学难点:光电效应方程的推导和运用。
四、教学方法1. 采用问题驱动的教学方法,引导学生思考和探讨光电效应的相关问题。
2. 通过实验现象和实际例子,培养学生的观察能力和分析能力。
3. 利用多媒体手段,形象地展示光电效应的原理和现象。
五、教学过程1. 引入:通过光电效应实验现象,引导学生关注光电效应。
2. 讲解:讲解光电效应的定义、产生条件和实验现象。
3. 推导:引导学生推导光电效应方程,并解释方程的意义。
4. 应用:运用光电效应方程分析实际问题,如光电管、太阳能电池等。
5. 拓展:介绍光电效应在现代科技领域的应用,如光电子技术、光电探测器等。
6. 比较:引导学生比较光电效应与康普顿效应的异同。
7. 总结:对本节课的内容进行总结,强调光电效应的重要性。
8. 作业:布置相关练习题,巩固学生对光电效应的理解。
9. 反馈:收集学生的作业和课堂表现,及时了解学生的学习情况。
10. 教学反思:根据学生的反馈,调整教学方法和策略,提高教学质量。
六、教学评价1. 评价目标:检查学生对光电效应的定义、产生条件、光电效应方程及其应用的理解和掌握程度。
2. 评价方法:课堂提问、作业练习、小组讨论、口头报告等。
3. 评价内容:a. 学生是否能准确描述光电效应的定义和产生条件。
b. 学生是否能熟练运用光电效应方程分析和解决实际问题。
c. 学生对光电效应实验现象的理解程度。
d. 学生对光电效应在现代科技领域应用的了解情况。
光电效应-人教版高中物理选择性必修第三册(2019版)
教案
一、教学目标
1.了解光电效应的基本概念和实验事实;
2.掌握光电效应的基本规律和光电二次发射;
3.了解光电效应在工业和科学中的应用。
二、教学重难点
1.掌握光电效应的基本规律;
2.了解光电效应在工业和科学中的应用。
三、教学过程和方法
1. 引入
把一个金属棒放在真空室中,用紫外线照射金属,发现金属棒上出现了电流。
请问这是怎么回事?
学生讨论几分钟,引出光电效应的基本概念。
2. 拓展阅读
请学生阅读教材P241-P242的文字,并由老师对生词解释。
3. 实验
用真空管完成以下实验:
1.用低压汞灯照射烧碱的石墨坩埚,再用万用表分别测量灯丝电流(I1)和阳
极电流(I2),记录数据;
2.增加偏压电源,测量阳极电流(I2),记录数据;
3.改变石墨坩埚的距离,重复1-2步骤。
实验结束后,对数据进行整理和分析,并让学生总结实验结果。
4. 解释
根据实验结果,老师简要解释光电效应的规律,并提出光电二次发射的相关知识。
5. 应用
介绍光电效应在光电管、太阳能电池等科技产品中的应用,并鼓励学生发掘更多应用。
四、作业
1.讲述光电效应和光电二次发射的基本知识;
2.了解光电效应在工业和科学中的应用。
五、教学评估
通过课堂讨论、作业和小测验等方式进行教学评估。
一、教案基本信息1. 课题名称:高中物理——光电效应2. 课时安排:2课时(90分钟)3. 教学对象:高中物理学生4. 教学目标:(1)理解光电效应的定义及其现象;(2)掌握光电效应的条件和规律;(3)了解光电效应在生活和科技中的应用。
二、教学重点与难点1. 教学重点:(1)光电效应的定义及现象;(2)光电效应的条件和规律;(3)光电效应方程的推导和应用。
2. 教学难点:(1)光电效应方程的推导和理解;(2)光电效应现象的微观解释。
三、教学方法与手段1. 教学方法:(1)讲授法:讲解光电效应的基本概念、条件和规律;(2)演示法:利用实验现象和图像,直观展示光电效应过程;(3)讨论法:引导学生探讨光电效应的微观机制和应用。
2. 教学手段:(1)多媒体课件:展示光电效应的实验现象、图像和微观机制;(2)实验器材:进行光电效应实验,观察实验现象。
四、教学内容与步骤1. 光电效应的定义及现象(1)讲解光电效应的定义;(2)展示光电效应的实验现象。
2. 光电效应的条件(1)讲解发生光电效应的条件;(2)分析实验结果,引导学生得出光电效应的条件。
3. 光电效应的规律(1)讲解光电效应的规律;(2)引导学生通过实验数据验证光电效应的规律。
4. 光电效应方程的推导和应用(1)讲解光电效应方程的推导过程;(2)引导学生运用光电效应方程解决问题。
5. 光电效应的微观解释(1)讲解光电效应的微观解释;(2)引导学生理解光电效应的微观机制。
五、教学反思与评价1. 教学反思:(1)回顾教学过程,总结教学方法和手段的使用效果;(2)分析学生的学习情况,反思教学内容的难易程度和教学进度的安排;(3)思考如何改进教学,提高教学效果。
2. 教学评价:(1)学生课堂参与度:观察学生在课堂上的发言和提问情况;(2)学生作业和练习情况:分析学生作业的完成质量和练习效果;(3)学生考试成绩:评估学生在光电效应方面的掌握程度。
六、教学拓展与延伸1. 光电效应与太阳能电池(1)讲解太阳能电池的工作原理;(2)分析太阳能电池在现代社会中的应用及其对光电效应的利用。
高中物理光电效应教案一、教学目标1. 让学生了解光电效应的定义、现象和条件。
2. 掌握光电效应方程,理解光电子的最大初动能与入射光频率、金属逸出功之间的关系。
3. 学会使用光电效应实验仪进行实验,培养学生的实验操作能力和实验观察能力。
4. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学内容1. 光电效应的定义和现象2. 光电效应的条件3. 光电效应方程:Ekm = hv W04. 光电流的产生和截止频率5. 光电效应实验操作和数据处理三、教学重点与难点1. 重点:光电效应的定义、现象、条件和光电效应方程。
2. 难点:光电效应方程的应用和实验数据分析。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解光电效应的基本概念和原理。
2. 利用实验法让学生直观地观察光电效应现象,培养学生的实验技能。
3. 采用问题驱动法引导学生思考和探讨光电效应的内在规律。
4. 利用小组讨论法培养学生的合作意识和团队精神。
1. 导入:通过展示光电效应现象的图片,引导学生思考光电效应的定义和条件。
2. 讲解:详细讲解光电效应的定义、现象、条件和光电效应方程。
3. 实验:分组进行光电效应实验,观察光电流的产生和截止频率。
4. 分析:引导学生分析实验数据,理解光电子的最大初动能与入射光频率、金属逸出功之间的关系。
5. 拓展:讨论光电效应在现实生活中的应用,如太阳能电池、光电子器件等。
6. 总结:对本节课的内容进行总结,强调光电效应的重要性和应用价值。
7. 作业:布置相关习题,巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂提问:通过提问了解学生对光电效应基本概念的理解程度。
2. 实验报告:评估学生在实验中的操作技能和数据处理能力。
3. 课后作业:检查学生对光电效应方程和实验分析的掌握情况。
七、教学反思1. 反思教学内容:检查教学内容是否符合学生的认知水平,是否需要调整。
2. 反思教学方法:根据学生的反馈,调整教学方法,提高教学效果。
3. 反思实验安排:评估实验环节的时间安排是否合理,是否需要增加实验课时。
―、光电效应和氢原子光谱知识点一:光电效应现象1.光电效应的实验规律(1)任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于这个极限频率则不能发生光电效应.(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,其随入射光频率的增大而增大—(3)大于极限频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比.(4)金属受到光照,光电子的发射一般不超过10-9s.2.光子说爱因斯坦提出:空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光子具有的能量与光的频率成正比,即:£=hv,其中h=6.63X10-34J・s.3.光电效应方程(1)表达式:hv=E k+W0或E k=hv-W Q.(2)物理意义:金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hv,这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W0,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E k=2m v2.知识点二:a粒子散射实验与核式结构模型1.卢瑟福的a粒子散射实验装置(如图13-2-1所示)2.实验现象绝大多数a粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但少数a粒子发生了大角度偏转,极少数a粒子甚至被撞了回来.如图13-2-2所示.--'■樓a粒子散射实验的分析图3.原子的核式结构模型在原子中心有一个很小的核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转.知识点三:氢原子光谱和玻尔理论1光谱(1)光谱:用光栅或棱镜可以把光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱.(2)光谱分类有些光谱是一条条的亮线,这样的光谱叫做线状谱.有的光谱是连在一起的光带,这样的光谱叫做连续谱.(3)氢原子光谱的实验规律.巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长公式+=R(±—n^)(n=3,4,5,…),R是里德伯常量,R=1.10X107m-1,n为量子数.2.玻尔理论(1)定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量.(2)跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hv=E—E.(h是普朗克常量,h=6.63X10-34J・s)ymn(3)轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的.点拨:易错提醒(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N=C2=n€n2—,一个氢原子跃迁发出可能的光谱线数最多为(n—1).(2)由能级图可知,由于电子的轨道半径不同,氢原子的能级不连续,这种现象叫能量量子化.考点一:对光电效应的理解1•光电效应的实质光子照射到金属表面,某个电子吸收光子的能量使其动能变大,当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时,便飞出金属表面成为光电子.2.极限频率的实质光子的能量和频率有关,而金属中电子克服原子核引力需要的能量是一定的,光子的能量必须大于金属的逸出功才能发生光电效应.这个能量的最小值等于这种金属对应的逸出功,所以每种金属都有一定的极限频率.3.对光电效应瞬时性的理解光照射到金属上时,电子吸收光子的能量不需要积累,吸收的能量立即转化为电子的能量,因此电子对光子的吸收十分迅速.4.光电效应方程电子吸收光子能量后从金属表面逸出,其中只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能,根据能量守恒定律,E k=hv—W Q.如图13—2—4所示.5.用光电管研究光电效应(1)常见电路(如图13—2—5所示)——11__/图13-2-5(2)两条线索①通过频率分析:光子频率高一光子能量大一产生光电子的最大初动能大.②通过光的强度分析:入射光强度大一光子数目多一产生的光电子多一光电流大.(3)常见概念辨析NM543[强度一一决定着每秒钟光源发射的光子数昭射光』八[频率——决定着每个光子的能量8=hv'每秒钟逸出的光电子数一一决定着光电光电子,流的强度规律总结:(1) 光电子也是电子,光子的本质是光,注意两者的区别.(2) 在发生光电效应的过程中,并非所有光电子都具有最大初动能,只有从金属表面直接发出的光电子初动能才最大.考点二:氢原子能级和能级跃迁1•氢原子的能级图能级图如图13—2—6所示.-3.4[13.6 图13—2—62.能级图中相关量意义的说明相关量意义能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定态横线左端的数字“1,2,3…”表示量子数横线右端的数字“一13.6,—3.4…”表示氢原子的能量相邻横线间的距离表示相邻的能量差,量子数越大相邻的能量差越小,距离越小带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁,原子跃迁的条件为hv =E —E 3•关于光谱线条数的两点说明(1) 一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为N =c n =n …n 2~^. (2) 一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n —1).二、核反应和核能知识点一:天然放射现象和衰变1.天然放射现象(1)天然放射现象.元素自发地放出射线的现象,首先由贝可勒尔发现.天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂的结构.(2)放射性和放射性元素.物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性•具有放射性的元素叫放射性元素.(3)三种射线:放射性元素放射出的射线共有三种,分别是a射线、B射线、Y射线.(4)放射性同位素的应用与防护.①放射性同位素:有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同.②应用:消除静电、工业探伤、作示踪原子等.③防护:防止放射性对人体组织的伤害.2.原子核的衰变(1)原子核放出a粒子或卩粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变.(2)分类a衰变:A X^A Z4Y+4He卩衰变:A X-zli Y+^e(3)半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间.半衰期由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关.点拨:易错提醒(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,对个别或少数原子核,无半衰期可言.(2)原子核衰变时质量数守恒,核反应过程前、后质量发生变化(质量亏损)而释放出核能.知识点二:核反应和核能1.核反应在核物理学中,原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程.在核反应中,质量数守恒,电荷数守恒.2.核力核子间的作用力.核力是短程力,作用范围在1.5X10-15m之内,只在相邻的核子间发生作用.3.核能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量,叫做原子核的结合能,亦称核能.4.质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E=mc2,原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Am,这就是质量亏损•由质量亏损可求出释放的核能AE=Amc2.【考点解析:重点突破】考点一:衰变和半衰期2.对半衰期的理解(1)根据半衰期的概念,可总结出公式N严原(2)以,m余=加原(2)以式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量,N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量,t表示衰变时间,T表示半衰期(2)影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关.考点二:核反应方程的书写(1)核反应过程一般都是不可逆的,所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向,不能用等号连接(2)核反应的生成物一定要以实验为基础,不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程.(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒;遵循电荷数守恒.考点三:核能的产生和计算1.获得核能的途径(1)重核裂变:重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程.重核裂变的同时放出几个中子,并释放出大量核能.为了使铀235裂变时发生链式反应,铀块的体积应大于它的临界体积.(2)轻核聚变:某些轻核结合成质量较大的核的反应过程,同时释放出大量的核能,要想使氘核和氚核合成氦核,必须达到几百万度以上的高温,因此聚变反应又叫热核反应.2.核能的计算方法(1)应用AE=Amc2:先计算质量亏损Am,注意Am的单位1u=1.66X10-27kg,1u相当于931.5MeV 的能量,u是原子质量单位.(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律,因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能.规律总结根据A E=A mc2计算核能时,若Am以千克为单位,“c”代入3X108m/s,AE的单位为“J”;若Am以“u”为单位,则由1u c2=931.5MeV得AE=Am X931.5MeV.。
2 光电效应-人教版高中物理选择性必修第三册(2019版)教案一、教学目标1.了解光电效应的最基本的物理概念和实验现象2.掌握光电效应中电子最大的动能的计算方法和组成光电效应电路的元器件的功能3.深刻认识光电效应实验对探究电子运动规律和量子物理理论的重要意义二、教学重难点1.教学重点:光电效应的基本概念及光电效应电路的组成和性质2.教学难点:如何深入理解量子物理学在解释光电效应中电子运动规律和实验中的应用三、教学内容1. 光-电子性质的初探在物理学上,我们知道光和电子都具有波粒二象性,而光-电子它们之间的相互作用与物质的微观结构有关。
在光线作用下,物质能够发射出电子,这一现象就被称为光电效应。
2. 光电效应的实验现象为了直观地展示光电效应的实验现象,我们可以将光线照射在具有光电效应性质的物质上,然后用电压表来测量电子从物质表面飞出时的电压。
通过实验观察与结果分析,可以发现光电效应具有以下几个特征:1.电流与光强成正比2.光的颜色对电压的影响3.辐射光强对电压的影响4.固定光强时,阴极的材料对电压的影响3. 光电效应的基本物理概念在光电效应的实验过程中,其表现与光的颜色、光线的强度等因素均有关系,我们需要运用物理学的知识对这些现象进行分析和解释。
4. 组成光电效应电路的元器件在实验过程中,我们需要用到一些元器件共同组成光电效应电路。
这些元器件包括电源、半导体光电元件和电子示波器等。
5. 计算光电效应中电子最大的动能在光电效应实验过程中,需要对电子运动规律进行计算分析。
其中,最重要的是计算光电效应中电子最大的动能,这个动能可以反映出光电效应的特性。
四、教学建议在教学过程中,我们应该采取积极的教育手段,例如:1.利用教学动画和视频进行生动形象的讲解2.常规性的练习题和实验课的设计和讲解3.借助量子物理学原理进行深度的探究通过以上教育手段的融合,可以让光电效应的知识全方位、多角度的呈现出来,从而让学生更好的理解和掌握光电效应的知识和应用。
光电效应现象高中物理教案
主题:光电效应现象
学科:物理
年级:高中
时间:1课时
教学目标:
1. 理解光电效应现象的基本原理;
2. 掌握光电效应现象的实验条件和结果;
3. 能够解释光电效应的应用。
重点难点:
1. 光电效应的定义和原理;
2. 光电效应实验条件和结果。
教学步骤:
1. 导入(5分钟)
通过与学生的互动引入光电效应的概念,让学生通过实验观察和思考,引出光电效应现象。
2. 学习光电效应现象(15分钟)
讲解光电效应的基本原理,包括光子能量大于金属的逸出功时,光电子会被释放出来;同
时讲解光电效应实验条件和结果。
3. 分组实验(20分钟)
组织学生分组进行光电效应实验,观察实验现象并记录实验结果。
教师可提供指导和帮助。
4. 总结(10分钟)
让学生回顾实验结果,总结光电效应现象的特点和应用,并提出问题,引导学生思考。
5. 作业(5分钟)
布置作业,要求学生结合光电效应现象,思考光电池的工作原理和应用。
教学反思:
本节课的教学重点在于让学生理解光电效应的基本原理和实验条件,通过实验让学生亲身体会光电效应的现象。
在教学过程中,要提醒学生要注意实验安全,并提供必要的指导和帮助。
通过本节课的学习,学生能够掌握光电效应现象的基本知识,进一步拓展其应用领域。
高三物理-光电效应光子教案一、教学目标:1. 掌握光电效应的观察现象与实验结论;2. 理解光电效应的基本原理及数量关系;3. 掌握测量光电效应中的截止电压和光电子的最大动能。
二、教学重点:1. 光电效应的实验现象和基本原理;2. 光电效应的数量关系及公式推导;3. 截止电压和光子能量的计算。
三、教学难点:1. 掌握光子的能量和频率之间的数量关系;2. 掌握测量截止电压的方法。
四、教学方法:1. 演示实验法;2. 课堂讨论法;3. 问题解答法。
五、教学过程:一、引入教师利用PPT向学生介绍光电效应的历史和实验现象。
二、实验演示教师现场演示光电效应实验,让学生通过实验现象进一步了解光电效应,注意观察实验时微调镜头和光强,记录实验结果。
三、概念讲解教师讲解光电效应的基本原理、引导学生理解光电效应公式中各变量的含义,并引导学生理解量子化假设和光子模型。
四、问题讨论1. 如何解释实验结果?2. 进一步了解电子的量子化现象,能否解释电子是一种粒子的观点?3. 什么是截止电压?如何测量?五、实验操作学生小组完成实验操作,测量截止电压和光子能量,并进行数据分析和讨论。
六、总结回顾1. 回顾光电效应和本次实验的关系,回答实验中出现的问题;2. 简要总结光电效应的基本原理和数量关系;3. 提问:在日常生活中是否存在其他类似的场景,与光电效应有何关系?六、布置作业1. 继续思考光电效应与电子的量子化现象之间的关系;2. 阅读有关光电效应的原理和应用方面的相关文献;3. 提前预习下一节课程内容。
七、教学反思教师应该注意多角度、多方面进行讲解,加强实验操作环节,便于学生掌握实验技巧和数据分析方法;在提问环节进行适当引导,增强学生的参与感和思考深度。
光电效应教案一、关键信息1、教学目标学生能够理解光电效应的基本概念和现象。
学生掌握爱因斯坦光电方程,并能进行简单的计算。
学生了解光电效应在现代科技中的应用。
2、教学重难点重点:光电效应的实验规律和爱因斯坦光电方程。
难点:对光电效应中光子与电子相互作用的理解。
3、教学方法讲授法实验演示法小组讨论法4、教学资源多媒体设备光电效应实验仪器5、教学评价课堂提问课后作业实验操作表现二、教学内容11 引入通过展示一些与光和电相关的现象,如太阳能电池板、光电鼠标等,引发学生对光与电之间关系的思考,从而引入光电效应的主题。
111 光电效应的实验现象介绍光电效应的实验装置和实验过程,展示当光照射到金属表面时,电子逸出的现象。
强调光的频率和强度对电子逸出的影响。
112 光电效应的实验规律详细讲解光电效应的四条实验规律:存在截止频率:当入射光的频率低于某一特定值时,无论光强多大,都不会产生光电效应。
光电子的最大初动能与入射光的频率有关,而与光强无关。
光电流强度与入射光的强度成正比。
光电效应具有瞬时性,光照射到金属表面,光电子几乎立即逸出。
12 经典物理学的困难分析经典物理学在解释光电效应时遇到的困难,如按照经典电磁理论,光的能量由光强决定,与频率无关,无法解释光电效应中光电子的最大初动能与光频率的关系。
121 爱因斯坦的光电方程引入爱因斯坦的光子假说,讲解爱因斯坦光电方程:$h\nu = W +\frac{1}{2}mv^2$,其中$h\nu$为光子能量,$W$为逸出功,$\frac{1}{2}mv^2$为光电子的最大初动能。
122 光电方程的应用通过实例和练习题,让学生掌握运用光电方程计算光电子的最大初动能、截止频率等。
13 光电效应的应用介绍光电效应在现代科技中的广泛应用,如光电传感器、太阳能电池、光电倍增管等,让学生了解光电效应的实际意义和价值。
三、教学方法与策略1、讲授法通过教师的讲解,让学生系统地了解光电效应的基本概念、实验规律和理论解释。
一、教案基本信息教案名称:光与电:光电效应实验教案适用年级:高中物理课时安排:2课时教学目标:1. 让学生了解光电效应的定义和条件。
2. 使学生掌握光电效应实验的基本原理和操作方法。
3. 培养学生的实验操作能力和团队协作精神。
教学重点:1. 光电效应的定义和条件。
2. 光电效应实验的操作方法和注意事项。
教学难点:1. 光电效应实验的操作方法和注意事项。
2. 实验数据的处理和分析。
教学准备:1. 光电效应实验装置。
2. 实验报告表格。
二、教学过程第一课时1. 导入新课教师通过展示光电效应的图片和视频,引导学生思考光与电之间的关系,激发学生的学习兴趣。
2. 知识讲解教师讲解光电效应的定义、条件和相关原理,如爱因斯坦的光量子假说和光电效应方程。
3. 实验演示教师进行光电效应实验的演示,讲解实验装置的组成、操作方法和注意事项。
4. 学生实验学生分组进行光电效应实验,记录实验数据。
第二课时1. 实验分析教师引导学生分析实验数据,探讨光电效应的规律。
2. 知识拓展教师讲解光电效应在现代科技领域的应用,如太阳能电池、光电子技术等。
3. 课堂小结教师总结本节课的主要内容和知识点,强调光电效应实验的操作方法和注意事项。
4. 作业布置学生完成实验报告,总结实验结果和收获。
三、教学反思教师在课后对自己的教学进行反思,分析教学过程中的优点和不足,为下一节课的教学做好准备。
关注学生的学习情况,对学生在实验过程中遇到的问题进行解答和指导。
四、课后作业学生完成实验报告,深入研究光电效应的相关知识,如光电子的最大动能与入射光的频率关系等。
五、教学评价通过学生的实验报告、课堂表现和课后作业,评价学生对光电效应实验的理解和掌握程度,为后续的教学提供参考。
对学生的实验操作能力、团队协作精神和创新能力进行评价,为提高学生的物理素养奠定基础。
六、教学活动设计6. 光电效应实验操作指导教师通过PPT或实验指导书,详细介绍光电效应实验的操作步骤,包括实验设备的连接、实验参数的设置、实验数据的记录等。
一、教学目标1. 让学生了解光电效应的定义、现象和基本规律。
2. 使学生掌握光电效应方程,并能运用其分析实际问题。
3. 培养学生对物理实验的观察能力、分析能力和动手能力。
二、教学内容1. 光电效应的定义和现象2. 光电效应的产生条件3. 光电效应方程及其应用4. 光电效应实验装置和操作方法5. 光电效应实验结果的分析与讨论三、教学重点与难点1. 重点:光电效应的定义、现象、产生条件、光电效应方程及其应用。
2. 难点:光电效应方程的推导和运用。
四、教学方法与手段1. 采用讲授法,讲解光电效应的基本概念、原理和方程。
2. 利用实验演示,让学生直观地观察光电效应现象。
3. 运用讨论法,引导学生分析实验结果,探讨光电效应的规律。
4. 利用多媒体课件,展示光电效应的图像和数据,增强学生的理解。
五、教学过程1. 引入:通过光电效应现象的图片和视频,引发学生对光电效应的好奇心,激发学习兴趣。
2. 讲解:讲解光电效应的定义、现象、产生条件和光电效应方程。
3. 演示实验:进行光电效应实验,让学生观察实验现象。
4. 分析与讨论:引导学生分析实验结果,探讨光电效应的规律。
5. 练习与应用:布置练习题,让学生运用光电效应方程解决实际问题。
7. 作业布置:布置课后作业,巩固所学知识。
六、教学评价1. 评价学生对光电效应的基本概念、原理和方程的理解程度。
2. 评价学生对光电效应实验的操作能力和观察能力。
3. 评价学生运用光电效应方程分析问题和解决问题的能力。
七、教学资源1. 光电效应实验装置:包括光源、金属薄膜、光电流计等。
2. 多媒体课件:包括光电效应的图像、数据和动画。
3. 练习题:包括理论计算和应用题。
八、教学进度安排1. 第一课时:介绍光电效应的定义、现象和产生条件。
2. 第二课时:讲解光电效应方程及其应用。
3. 第三课时:进行光电效应实验,分析实验结果。
4. 第四课时:练习与应用,解决实际问题。
九、教学反思在教学过程中,要关注学生的学习情况,及时发现并解决他们在学习过程中遇到的问题。
一、教案基本信息1. 关于光电效应高中物理教案2. 适用学科:高中物理3. 适用年级:高二级4. 教学课时:2课时5. 教学目标:(1) 让学生了解光电效应的定义、现象和条件。
(2) 让学生掌握光电效应方程及其应用。
(3) 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重点与难点1. 教学重点:(1) 光电效应的定义、现象和条件。
(2) 光电效应方程及其应用。
(3) 光的波粒二象性。
2. 教学难点:(1) 光电效应方程的推导和应用。
(2) 光的波粒二象性与光电效应的关系。
三、教学方法与手段1. 教学方法:(1) 讲授法:讲解光电效应的基本概念、原理和方程。
(2) 演示法:利用实验仪器演示光电效应现象。
(3) 问题解决法:引导学生运用光电效应方程解决实际问题。
2. 教学手段:(1) 投影仪:展示光电效应示意图、方程等。
(2) 实验器材:光电效应实验装置。
(3) 计算机:进行光电效应方程的计算和演示。
四、教学过程1. 导入:(1) 利用光电效应实验现象引起学生兴趣。
(2) 引导学生思考光电效应的本质和条件。
2. 讲解光电效应的基本概念:(1) 光电效应的定义。
(2) 光电效应的现象。
(3) 光电效应的条件。
3. 推导光电效应方程:(1) 介绍爱因斯坦的光电效应方程。
(2) 引导学生理解方程中的各个物理量。
(3) 演示方程的推导过程。
4. 应用光电效应方程:(1) 示例讲解:利用方程计算光电效应的能量。
(2) 练习:让学生自主运用方程解决实际问题。
五、作业布置1. 总结光电效应的基本概念和方程。
2. 完成课后练习题:第1-3题。
3. 预习下一节课内容:光的波粒二象性。
六、教学过程(续)5. 讲解光电效应的应用:(1) 光电子的最大动能与入射光频率的关系。
(2) 光电效应在现代科技领域的应用。
6. 光的波粒二象性:(1) 介绍光的波粒二象性的概念。
(2) 讲解光的波粒二象性与光电效应的关系。
七、课堂小结1. 回顾本节课所学内容:(1) 光电效应的定义、现象和条件。
光电效应教案引言:在现代物理学中,光电效应是一个重要的概念,它对于解释光与物质相互作用以及量子理论的发展具有重要意义。
本教案将以光电效应为主题,通过介绍基本原理、实验说明和应用领域,帮助学生全面了解光电效应的相关知识。
一、基本原理光电效应是指当光照射到金属表面时,金属释放出电子的现象。
该现象与光的能量和频率有关。
以下是光电效应的基本原理:1. 光子:光是由光子组成的粒子。
光子具有能量,且其能量与光的频率成正比。
2. 电子释放:当光照射到金属表面时,光子传递能量给金属内的电子。
如果光子的能量高于金属表面电子的束缚能,电子将被释放出来。
3. 动能:被释放的电子称为光电子,它们具有一定的动能。
光电子的动能与光子能量的差异有关。
二、实验说明为了让学生更好地理解光电效应,可以进行一系列简单的实验。
以下是一个示例实验:实验名称:光电效应实验实验材料:- 光电效应实验装置(包括光源、金属板、电压表等)- 多米诺骨牌实验步骤:1. 设置光电效应实验装置,确保光源和金属板正常工作,并将电压表连接到金属板上。
2. 将金属板置于光源的照射下,观察电压表是否有输出。
3. 调整光源的亮度,记录不同亮度下的电压表读数。
4. 将一张透明玻璃板放置在光源和金属板之间,观察电压表的变化。
5. 将多米诺骨牌置于光源的照射下,观察电压表是否有输出。
实验结果:通过实验观察和记录,学生可以得出以下结论:- 当光照射到金属板时,电压表会显示一个正值,表明有光电流产生。
- 随着光源亮度的增加,电压表的读数也会增加。
- 在光照强度不变的情况下,放置透明玻璃板并不影响电压表的读数。
- 光照射到非金属物质(如多米诺骨牌)时,电压表不会有输出。
三、应用领域光电效应在生活和科学研究中有广泛的应用。
以下是几个常见的应用领域:1. 太阳能电池:光电效应是太阳能电池的基本原理。
当光子照射到太阳能电池上时,光电效应会产生电子流,从而转化为电能。
2. 光电倍增管:光电倍增管利用光电效应实现粒子轨迹的探测。
光电效应教案一、介绍光电效应1.1 光电效应的定义光电效应是指当光照射到金属表面时,金属会发生电离现象,即从金属表面释放出电子。
这种现象首先由德国物理学家赫兹在19世纪末发现,并为此获得了诺贝尔物理学奖。
1.2 光电效应的实验1.实验材料:–光电效应实验装置–光源–金属板–电流计2.实验步骤:1.将金属板放置在光电效应实验装置的金属极板上。
2.打开光源,照射光线到金属板上。
3.观察电流计的指示变化。
3.实验现象与结论:–当光线照射到金属板上时,电流计的指示明显增大。
–当光线不照射到金属板上时,电流计的指示基本为零。
–光线的强度增大,电流计的指示也随之增大。
二、光电效应的原理2.1 光电效应的基本原理光电效应可以用光子学说来解释,即光的粒子性。
根据光的粒子性,光的能量是以光量子的形式存在的,光量子与电子相互作用后,可以将部分或全部能量转移给电子,使其脱离金属表面。
2.2 光电效应的关键参数1.阈频:光电效应发生的最小频率,对应着最低能量光子。
2.动能:脱离金属表面的电子所具有的动能。
3.逸出功:脱离金属表面所需的最小能量。
2.3 光电效应的公式光电效应的基本公式为:[E=hf=W+K]其中,[E]为光子的能量,[h]为普朗克常数,[f]为光子的频率,[W]为金属的逸出功,[K]为电子的动能。
三、光电效应的应用3.1 光电效应在器件中的应用1.光电二极管:利用光电效应构建的二极管,可将光信号转变为电信号,广泛应用于通信、光电测量等领域。
2.光电倍增管:利用光电效应放大光信号的器件,常用于低光强信号的检测。
3.2 光电效应在太阳能中的应用太阳能电池就是基于光电效应工作原理的。
太阳能电池将光能直接转换为电能,广泛应用于太阳能发电和无线天线等领域。
3.3 光电效应在光敏材料中的应用许多光敏材料可以利用光电效应来进行光学测量、光合成和光催化反应等。
3.4 光电效应在物理学研究中的应用光电效应的研究为物理学领域提供了重要的实验证据,推动了对光性质和粒子性质的理解与研究。
一、教学目标1. 让学生了解光电效应的定义、产生条件和实验现象,掌握光电效应的基本原理。
2. 使学生能够运用光电效应公式计算光电子的最大初动能、逸出功等物理量。
3. 培养学生运用控制变量法研究光电效应规律的能力,提高实验操作技能。
4. 引导学生理解光电效应在现代科技领域中的应用,培养学生的科学素养和实际问题解决能力。
5. 通过光电效应的学习,培养学生对物理学科的兴趣,激发学生探索自然现象的内在动力。
二、教学内容1. 光电效应的定义与产生条件光电效应的定义:金属表面受到光照射时,电子从金属表面逸出的现象。
产生条件:入射光的频率大于金属的极限频率。
2. 光电效应实验现象光照射金属表面时,光电流的产生。
光照射强度与光电流强度的关系。
光电子的最大初动能与入射光频率的关系。
3. 光电效应的基本原理光电效应方程:\( E_k = h\nu W_0 \),其中\( E_k \)为光电子的最大初动能,\( h \)为普朗克常数,\( \nu \)为入射光的频率,\( W_0 \)为金属的逸出功。
逸出功的概念及其意义。
4. 光电效应规律的研究控制变量法研究光电子最大初动能与入射光频率的关系。
控制变量法研究光电流强度与光照射强度的关系。
5. 光电效应的应用太阳能电池的原理。
光电效应在现代科技领域中的应用案例介绍。
6. 光电效应实验操作光电效应实验装置的认识与使用。
实验数据的收集、处理与分析。
三、教学过程1. 导入新课通过展示光电效应的实验现象,引发学生的好奇心,激发学习兴趣。
提出问题:“为什么金属表面受到光照射时,会有电子逸出现象?”引出本节课的主题。
2. 理论讲解讲解光电效应的定义与产生条件,让学生理解光电效应的基本概念。
推导光电效应方程,解释逸出功的含义,使学生掌握光电效应的基本原理。
3. 实验演示与操作分组进行光电效应实验,让学生亲自动手操作,观察实验现象。
引导学生运用控制变量法研究光电效应规律,培养学生实验操作技能。
《光电效应》教案光电效应是指当光辐照到金属表面时,金属会发射出电子的现象。
这一现象是一个重要的物理学研究课题,在量子力学和相对论的发展过程中起到了重要的推动作用。
本文将针对高中物理课程的光电效应教学内容,提出一份教案,以帮助学生更好地理解和掌握光电效应的基本概念和原理。
一、教学目标1.理解光电效应的基本概念和原理;2.掌握光电效应的实验现象和规律;3.运用光电效应解释一些实际问题;4.培养学生科学观察、实验设计和数据分析的能力。
二、教学内容1.光电效应的实验现象和规律;2.光电效应方程的推导和理解;3.光电效应的应用和实际问题。
三、教学步骤步骤一:引入1.通过向学生提问:当光照射到金属表面时,金属会发生什么现象?给出一些例子,如太阳能电池、光电离质谱等;2.引导学生讨论并总结出光电效应的基本特点和规律,如金属辐照时间、频率和电子的动能等。
步骤二:实验演示1.进行标准的光电效应实验演示,使用光电效应装置和高频变压器;2.让学生观察实验现象,记录数据,并与同学进行讨论。
步骤三:原理解析1.介绍爱因斯坦提出的光电效应理论,解释为何只有频率大于临界频率的光才能引发光电效应;2.推导光电效应的方程,通过引入普朗克常数、电荷量和电子的动能等概念,让学生理解方程的物理意义。
步骤四:实验探究1.设计几组实验,探究光电效应中光的频率、光强和金属表面材料对光电流的影响;2.让学生进行实验并记录数据,通过数据的分析,总结实验结果和规律。
步骤五:课堂讨论1.学生将自己的实验结果进行展示,并与同学进行讨论和交流;2.引导学生思考:为什么光电效应与光的频率有关?如果用红光和紫光分别照射金属表面,结果会有什么不同?步骤六:应用拓展1.选取一些与光电效应相关的实际问题,如太阳能的利用、光导纤维的应用等;2.引导学生运用光电效应的原理来分析和解决这些问题;3.学生们可以进行小组讨论,提出自己的解决方案,然后与全班分享。
四、教学评估1.学生实验数据记录的准确性和规范性;2.学生对光电效应原理的理解和运用能力;3.学生在应用拓展中的表现和思考能力。
高三物理光电效应教案
高三物理光电效应教案
第一节光电效应
1、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。
点评:应用物理学家的历史资料,不仅有真实感,增强了说服力,同时也能对学生进行发放教育,有利于培养学生的`科学态度和科学精神,激发学生的探索精神。
2.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一、教学目标1. 让学生理解光电效应的定义和现象。
2. 让学生掌握光电效应的条件和规律。
3. 让学生学会应用光电效应的基本原理解决实际问题。
二、教学内容1. 光电效应的定义和现象2. 光电效应的条件3. 光电效应的规律4. 光电效应的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:光电效应的定义、条件、规律和应用。
2. 教学难点:光电效应的规律和应用。
四、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生主动探究光电效应的规律和应用。
2. 利用实验和图片,生动展示光电效应的现象和原理。
3. 通过例题讲解,让学生学会运用光电效应解决实际问题。
五、教学过程1. 导入:通过介绍光电效应的发现背景,激发学生的兴趣。
2. 光电效应的定义和现象:引导学生理解光电效应的定义,并通过图片和实验现象,让学生感受光电效应的魅力。
3. 光电效应的条件:讲解发生光电效应的条件,让学生明白光电效应的发生原理。
4. 光电效应的规律:引导学生通过实验数据,总结光电效应的规律。
5. 光电效应的应用:结合实际例子,让学生了解光电效应在生产和生活中的应用。
6. 课堂小结:总结本节课的主要内容和知识点。
7. 布置作业:设计具有针对性的作业,巩固学生对光电效应的理解和应用。
六、教学评估1. 课堂问答:通过提问,了解学生对光电效应基本概念的理解程度。
2. 实验观察:评估学生在实验中观察光电效应现象的细致程度和分析问题的能力。
3. 作业完成情况:检查学生对光电效应知识点的掌握和应用能力。
七、教学拓展1. 光电效应与康普顿效应的比较:介绍两种效应的区别和联系,拓展学生知识面。
2. 光电效应在现代科技中的应用:如太阳能电池、光电探测器等,激发学生学习兴趣。
八、教学反思1. 回顾本节课的教学内容,检查教学目标的达成情况。
2. 分析教学过程中的优点和不足,为下一步教学提供改进方向。
九、课后作业1. 理解并背诵光电效应的基本概念和规律。
2. 完成课后练习题,巩固光电效应的知识点。
高中物理光电效应教案高中物理光电效应教案作为一名教师,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篇11、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。
一、光电效应和氢原子光谱
知识点一:光电效应现象
1.光电效应的实验规律
(1)任何一种金属都有一个极限频率,入射光的频率必须大于这个极限频率才能发生光电效应,低于这个极限频率则不能发生光电效应.
(2)光电子的最大初动能与入射光的强度无关,其随入射光频率的增大而增大.
(3)大于极限频率的光照射金属时,光电流强度(反映单位时间内发射出的光电子数的多少)与入射光强度成正比.
(4)金属受到光照,光电子的发射一般不超过10-
9_s. 2.光子说
爱因斯坦提出:空间传播的光不是连续的,而是一份一份的,每一份称为一个光子,光
子具有的能量与光的频率成正比,即:ε=hν,其中h =6.63×10-
34 J·s.
3.光电效应方程
(1)表达式:hν=E k +W 0或E k =hν-W 0.
(2)物理意义:金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν,这些能量的一部分用来克
服金属的逸出功W 0,剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E k =1
2
m v 2.
知识点二: α粒子散射实验与核式结构模型
1.卢瑟福的α粒子散射实验装置(如图13-2-1所示)
2.实验现象
绝大多数α粒子穿过金箔后,基本上仍沿原来的方向前进,但少数α粒子发生了大角度偏转,极少数α粒子甚至被撞了回来.如图13-2-2所示.
α粒子散射实验的分析图
3.原子的核式结构模型
在原子中心有一个很小的核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转.
知识点三:氢原子光谱和玻尔理论 1.光谱
(1)光谱:用光栅或棱镜可以把光按波长展开,获得光的波长(频率)和强度分布的记录,即光谱.
(2)光谱分类
有些光谱是一条条的亮线,这样的光谱叫做线状谱. 有的光谱是连在一起的光带,这样的光谱叫做连续谱. (3)氢原子光谱的实验规律.
巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线,其波长公式1λ=R (122-1
n
2)(n =3,4,5,…),
R 是里德伯常量,R =1.10×107 m -1,n 为量子数.
2.玻尔理论
(1)定态:原子只能处于一系列不连续的能量状态中,在这些能量状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量.
(2)跃迁:原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子
的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=E m -E n .(h 是普朗克常量,h =6.63×10-
34 J·s)
(3)轨道:原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的,因此电子的可能轨道也是不连续的.
点拨:易错提醒
(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线数为N =C 2n =n (n -1)
2,一个氢原子跃迁发出可能的光谱线数最多为(n -1).
(2)由能级图可知,由于电子的轨道半径不同,氢原子的能级不连续,这种现象叫能量量子化.
考点一:对光电效应的理解 1.光电效应的实质 光子照射到金属表面,某个电子吸收光子的能量使其动能变大,当电子的动能增大到足以克服原子核的引力时,便飞出金属表面成为光电子.
2.极限频率的实质
光子的能量和频率有关,而金属中电子克服原子核引力需要的能量是一定的,光子的能量必须大于金属的逸出功才能发生光电效应.这个能量的最小值等于这种金属对应的逸出功,所以每种金属都有一定的极限频率.
3.对光电效应瞬时性的理解 光照射到金属上时,电子吸收光子的能量不需要积累,吸收的能量立即转化为电子的能量,因此电子对光子的吸收十分迅速.
4.
图13-2-4
光电效应方程
电子吸收光子能量后从金属表面逸出,其中只有直接从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能,根据能量守恒定律,E k =hν-W 0.如图13-2-4所示.
5.用光电管研究光电效应
(1)常见电路(如图13-2-5所示)
图13-2-5
(2)两条线索
①通过频率分析:光子频率高→光子能量大→产生光电子的最大初动能大.
②通过光的强度分析:入射光强度大→光子数目多→产生的光电子多→光电流大. (3)常见概念辨析
⎩⎪⎨⎪⎧
照射光⎩
⎪⎨
⎪⎧ 强度——决定着每秒钟光源发射的光子数
频率——决定着每个光子的能量ε=hν光电子⎩
⎪⎨
⎪⎧
每秒钟逸出的光电子数——决定着光电
流的强度光电子逸出后的最大初动能(1
2m v 2
m
)
规律总结:
(1)光电子也是电子,光子的本质是光,注意两者的区别.
(2)在发生光电效应的过程中,并非所有光电子都具有最大初动能,只有从金属表面直接发出的光电子初动能才最大.
考点二:氢原子能级和能级跃迁
1.氢原子的能级图
能级图如图13-2-6所示.
图13-2-6
相关量 意义 能级图中的横线 表示氢原子可能的能量状态——定态 横线左端的数字“1,2,3…” 表示量子数
横线右端的数字 “-13.6,-3.4…” 表示氢原子的能量
相邻横线间的距离
表示相邻的能量差,量子数越大相邻的能量差越小,距离越
小
带箭头的竖线
表示原子由较高能级向较低能级跃迁,原子跃迁的条件为hν
=E m -E n
(1)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数为N =C 2n =n (n -1)
2. (2)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n -1).
二、核反应和核能
知识点一:天然放射现象和衰变
1.天然放射现象
(1)天然放射现象.
元素自发地放出射线的现象,首先由贝可勒尔发现.天然放射现象的发现,说明原子核具有复杂的结构.
(2)放射性和放射性元素.
物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性.具有放射性的元素叫放射性元素.
(3)三种射线:放射性元素放射出的射线共有三种,分别是α射线、β射线、γ射线.
(4)放射性同位素的应用与防护.
①放射性同位素:有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类,放射性同位素的化学性质相同.
②应用:消除静电、工业探伤、作示踪原子等.
③防护:防止放射性对人体组织的伤害.
2.原子核的衰变
(1)原子核放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变.
(2)分类
α衰变:A Z X→A-4
Y+42He
Z-2
β衰变:A Z X→A Z+1Y+0-1e
(3)半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间.半衰期由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理、化学状态无关.
点拨:易错提醒
(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律,对个别或少数原子核,无半衰期可言.
(2)原子核衰变时质量数守恒,核反应过程前、后质量发生变化(质量亏损)而释放出核能.
知识点二:核反应和核能
1.核反应
在核物理学中,原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程.在核反应中,质量数守恒,电荷数守恒.
2.核力
核子间的作用力.核力是短程力,作用范围在1.5×10-15 m之内,只在相邻的核子间发生作用.
3.核能
核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量,叫做原子核的结合能,亦称核能.
4.质能方程、质量亏损
爱因斯坦质能方程E=mc2,原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm,这就是质量亏损.由质量亏损可求出释放的核能ΔE=Δmc2.
【考点解析:重点突破】
考点一:衰变和半衰期
2.对半衰期的理解
(1)根据半衰期的概念,可总结出公式
N 余=N 原(12)t /τ,m 余=m 原(1
2
)t /τ
式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量,N 余、m 余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数和质量,t 表示衰变时间,τ表示半衰期.
(2)影响因素:放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关. 考点二:核反应方程的书写
规律总结
(1)核反应过程一般都是不可逆的,所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向,不能用等号连接.
(2)核反应的生成物一定要以实验为基础,不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程.
(3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒;遵循电荷数守恒.
考点三:核能的产生和计算
1.获得核能的途径
(1)重核裂变:重核俘获一个中子后分裂成为两个中等质量的核的反应过程.重核裂变的同时放出几个中子,并释放出大量核能.为了使铀235裂变时发生链式反应,铀块的体积应大于它的临界体积.
(2)轻核聚变:某些轻核结合成质量较大的核的反应过程,同时释放出大量的核能,要想使氘核和氚核合成氦核,必须达到几百万度以上的高温,因此聚变反应又叫热核反应.
2.核能的计算方法
(1)应用ΔE=Δmc2:先计算质量亏损Δm,注意Δm的单位1 u=1.66×10-27 kg,1 u相当于931.5 MeV的能量,u是原子质量单位.
(2)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律,因此我们可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能.
规律总结
根据ΔE=Δmc2计算核能时,若Δm以千克为单位,“c”代入3×108_m/s,ΔE的单位为“J”;若Δm以“u”为单位,则由1u c2=931.5_MeV得ΔE=Δm×931.5_MeV.。