第一篇：高三物理教案 核力與核能

高三物理教案 核力與核能

核力與核能

三維教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

(1)知道核力的概念、特點(diǎn)及自然界存在的四種基本相互作用;

(2)知道穩(wěn)定原子核中質(zhì)子與中子的比例隨著原子序數(shù)的增大而減小;

(3)理解結(jié)合能的概念，知道核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損;

(4)知道愛因斯坦的質(zhì)能方程，理解質(zhì)量與能量的關(guān)系。

2、過程與方法

(1)會根據(jù)質(zhì)能方程和質(zhì)量虧損的概念計(jì)算核反應(yīng)中釋放的核能;

(2)培養(yǎng)學(xué)生的理解能力、推理能力、及物理計(jì)算能力。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

(1)使學(xué)生樹立起實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的標(biāo)準(zhǔn)、科學(xué)理論對實(shí)踐有著指導(dǎo)和預(yù)見作用的能力;

(2)認(rèn)識開發(fā)和利用核能對解決人類能源危機(jī)的重要意義。

教學(xué)重點(diǎn)：質(zhì)量虧損及愛因斯坦的質(zhì)能方程的理解。

教學(xué)難點(diǎn)：結(jié)合能的概念、愛因斯坦的質(zhì)能方程、質(zhì)量與能量的關(guān)系。

教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。

教學(xué)用具：多媒體教學(xué)設(shè)備一套：可供實(shí)物投影、放像、課件播放等。

(一)引入新課 提問1：氦原子核中有兩個(gè)質(zhì)子，質(zhì)子質(zhì)量為mp=1.6710-27kg，帶電量為元電荷e=1.610-19C，原子核的直徑的數(shù)量級為10-15m，那么兩個(gè)質(zhì)子之間的庫侖斥力與萬有引力兩者相差多少倍?(兩者相差1036倍)

提問2：在原子核那樣狹小的空間里，帶正電的質(zhì)子之間的庫侖斥力為萬有引力的1036倍，那么質(zhì)子為什么能擠在一起而不飛散?會不會在原子核中有一種過去不知道的力，把核子束縛在一起了呢?今天就來學(xué)習(xí)這方面的內(nèi)容。

(二)進(jìn)行新課

1、核力與四種基本相互作用

提示：20世紀(jì)初人們只知道自然界存在著兩種力：一種是萬有引力，另一種是電磁力(庫侖力是一種電磁力)。在相同的距離上，這兩種力的強(qiáng)度差別很大。電磁力大約要比萬有引力強(qiáng)1036倍。

基于這兩種力的性質(zhì)，原子核中的質(zhì)子要靠自身的引力來抗衡相互間的庫侖斥力是不可能的。核物理學(xué)家猜想，原子核里的核子間有第三種相互作用存在，即存在著一種核力，是核力把核子緊緊地束縛在核內(nèi)，形成穩(wěn)定的原子核，后來的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了科學(xué)家的猜測。

提問1：那么核力有怎樣特點(diǎn)呢?

(1)核力特點(diǎn)：

第一、核力是強(qiáng)相互作用(強(qiáng)力)的一種表現(xiàn)。

第二、核力是短程力，作用范圍在1.510-15 m之內(nèi)。

第三、核力存在于核子之間，每個(gè)核子只跟相鄰的核子發(fā)生核力作用，這種性質(zhì)稱為核力的飽和性。

總結(jié)：除核力外，核物理學(xué)家還在原子核內(nèi)發(fā)現(xiàn)了自然界的第四種相互作用弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核衰變的原因，即引起中子轉(zhuǎn)變質(zhì)子的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比強(qiáng)力更短，為10-18m，作用強(qiáng)度則比電磁力小。

(2)四種基本相互作用力： 弱力、強(qiáng)力、電磁力、引力和分別在不同的尺度上發(fā)揮作用：

①弱力(弱相互作用)：弱相互作用是引起原子核衰變的原因短程力;

②強(qiáng)力(強(qiáng)相互作用)：在原子核內(nèi)，強(qiáng)力將核子束縛在一起短程力;

③電磁力：電磁力在原子核外，電磁力使電子不脫離原子核而形成原子，使原了結(jié)合成分子，使分子結(jié)合成液 體和固體長程力;

④引力：引力主要在宏觀和宇觀尺度上獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。是引力使行星繞著恒星轉(zhuǎn)，并且聯(lián)系著星系團(tuán)，決定著宇宙的現(xiàn)狀長程力。

2、原子核中質(zhì)子與中子的比例

隨著原子序數(shù)的增加，穩(wěn)定原子核中的中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)。

思考：隨著原子序數(shù)的增加，穩(wěn)定原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)有怎樣的關(guān)系?(隨著原子序數(shù)的增加，較輕的原子核質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)大致相等，但對于較重的原子核中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)，越重的元素，兩者相差越多)

思考：為什么隨著原子序數(shù)的增加，穩(wěn)定原子核中的中子數(shù)大于質(zhì)子數(shù)?

提示：學(xué)生從電磁力和核力的作用范圍去考慮。

總結(jié)：

若質(zhì)子與中子成對地人工構(gòu)建原子核，隨原子核的增大，核子間的距離增大，核力和電磁力都會減小，但核力減小得更快。所以當(dāng)原子核增大到一定程度時(shí)，相距較遠(yuǎn)的質(zhì)子間的核力不足以平衡它們之間的庫侖力，這個(gè)原子核就不穩(wěn)定了;

若只增加中子，中子與其他核子沒有庫侖斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于維系原子核的穩(wěn)定，所以穩(wěn)定的重原子核中子數(shù)要比質(zhì)子數(shù)多。

由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，若再增大原子核，一些核子間的距離會大到其間恨本沒有核力的作用，這時(shí)候再增加中子，形成的核也一定是不穩(wěn)定的。因此只有200多種穩(wěn)定的原子核長久地留了下來。

3、結(jié)合能

由于核子間存在著強(qiáng)大的核力，原子核是一個(gè)堅(jiān)固的集合體。要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，或者需要巨大的能量。例如用強(qiáng)大的光子照射氘核，可以使它分解為一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子。

從實(shí)驗(yàn)知道只有當(dāng)光子能量等于或大于2.22MeV時(shí)，這個(gè)反應(yīng)才會發(fā)生。相反的過程一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核，要放出2.22MeV的能量。這表明要把原子核分開成核子要吸收能量，核子結(jié)合成原子核要放出能量，這個(gè)能量叫做原子核的結(jié)合能。

原子核越大，它的結(jié)合能越高，因此有意義的是它的結(jié)合能與核子數(shù)之比，稱做比結(jié)合能，也叫平均結(jié)合能。比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定。

那么如何求原子核的結(jié)合能呢?愛因斯坦從相對論得出了物體能量與它的質(zhì)量的關(guān)系，指出了求原子核的結(jié)合能的方法。

4、質(zhì)量虧損

(1)質(zhì)量虧損

科學(xué)家研究證明在核反應(yīng)中原子核的總質(zhì)量并不相等，例如精確計(jì)算表明：氘核的質(zhì)量比一個(gè)中子和一個(gè)質(zhì)子的質(zhì)量之和要小一些，這種現(xiàn)象叫做質(zhì)量虧損，質(zhì)量虧損只有在核反應(yīng)中才能明顯的表現(xiàn)出來。

回顧質(zhì)量、能量的定義、單位，向?qū)W生指出質(zhì)量不是能量、能量也不是質(zhì)量，質(zhì)量不能轉(zhuǎn)化能量，能量也不能轉(zhuǎn)化質(zhì)量，質(zhì)量只是物體具有能量多少及能量轉(zhuǎn)變多少的一種量度。

(2)愛因斯坦質(zhì)能方程： E=mc2

相對論指出，物體的能量(E)和質(zhì)量(m)之間存在著密切的關(guān)系，即E=mc2式中，c為真空中的光速。愛因斯坦質(zhì)能方程表明：物體所具有的能量跟它的質(zhì)量成正比。由于c2這個(gè)數(shù)值十分巨大，因而物體的能量是十分可觀的。

(3)核反應(yīng)中由于質(zhì)量虧損而釋放的能量：△E=△m c2

物體貯藏著巨大的能量是不容置疑的，但是如何使這樣巨大的能量釋放出來?從愛因斯坦質(zhì)能方程同樣可以得出，物體的能量變化△E與物體的質(zhì)量變化△m的關(guān)系：△E=mc2

單個(gè)的質(zhì)子、中子的質(zhì)量已經(jīng)精確測定。用質(zhì)譜儀或其他儀器測定某種原子核的質(zhì)量，與同等數(shù)量的質(zhì)子、中子的質(zhì)量之和相比較，看一看兩條途徑得到的質(zhì)量之差，就能推知原子核的結(jié)合能。

說明：

①物體的質(zhì)量包括靜止質(zhì)量和運(yùn)動質(zhì)量，質(zhì)量虧損指的是靜止質(zhì)量的減少，減少的靜止質(zhì)量轉(zhuǎn)化為和輻射能量有關(guān)的運(yùn)動質(zhì)量。

②質(zhì)量虧損并不是這部分質(zhì)量消失或轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，只是靜止質(zhì)量的減少。

③在核反應(yīng)中仍然遵守質(zhì)量守恒定律、能量守恒定律。

④質(zhì)量只是物體具有能量多少及能量轉(zhuǎn)變多少的一種量度。

閱讀原子核的比結(jié)合能，指出中等大小的核的比結(jié)合能最大(平均每個(gè)核子的質(zhì)量虧損最大)，這些核最穩(wěn)定。另一方面如果使較重的核分裂成中等大小的核，或者把較小的核合并成中等大小的核，核子的比結(jié)合能都會增加，這樣可以釋放能量供人使用。

鞏固練習(xí)

已知：1個(gè)質(zhì)子的質(zhì)量mp=1.007 277u，1個(gè)中子的質(zhì)量mn=1.008 665u.氦核的質(zhì)量為4.001 509 u.這里u表示原子質(zhì)量單位，1 u=1.660 56610-27 kg.由上述數(shù)值，計(jì)算2個(gè)質(zhì)子和2個(gè)中子結(jié)合成氦核時(shí)釋放的能量。(28.3MeV)

第二篇：三、核能 教學(xué)設(shè)計(jì)物理教案

（一）教學(xué)目的

1．常識性了解原子和原子核的組成。

2．常識性了解裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、聚變的大致情況和原子彈、氫彈的制造原理，以及核反應(yīng)堆的作用。

3．常識性了解研究可控核聚變的重大意義。啟發(fā)學(xué)生想象人類開發(fā)利用核能的美好前景，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的熱情。

（二）教具

原子和原子核的掛圖，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的掛圖（能用幻燈顯示原子、原子核的結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的情況更好）。

（三）教學(xué)過程

1．引入

板書：核能

指出核能是一種先進(jìn)的、可以替代常規(guī)能源的新能源。目前世界上利用核能發(fā)電的核電站已有400多個(gè)。其年發(fā)電量約占全球年發(fā)電總量的17%，到下世紀(jì)，核能有時(shí)能成為一些國家的主要能源。

要了解核能是怎么回事，就需要從物質(zhì)結(jié)構(gòu)——原子和原子核的組成說起。

2．新課

板書：原子和原子核的組成

提問：請根據(jù)化學(xué)課中講過的內(nèi)容，說說原子和原子核的組成情況？

教師展示原子和原子核的掛圖，歸納小結(jié)學(xué)生的回答，要求學(xué)生明確：任何物質(zhì)的原子都是由位于原子中心區(qū)域帶正電的原子核和帶負(fù)電的核外電子組成的；原子核又是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子（質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子）組成的。

板書：

講述：本世紀(jì)初，科學(xué)家們通過實(shí)驗(yàn)和理論研究對原子和有子核的組成有了正確的認(rèn)識，發(fā)現(xiàn)原子核是可以改變的，而且在改變過程中可以釋放出巨大的能量——原子核能，簡稱核能，通常也叫原子能（確切地說，原子能應(yīng)是原子核能的縮寫代名詞）。那么，怎樣才能有效地獲得蘊(yùn)藏在原子核里的大量核能呢？

旁注：在原子中，原子核和核外電子之間有廣闊的空間，而在原子核中，質(zhì)子和中子則是緊密地結(jié)合在一起的。此注供教師參考。

板書：裂變

指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材上講裂變那一段課文。提出其注意：

(1)裂變指的是什么現(xiàn)象；

（觀察教材上鈾核裂變的示意圖，結(jié)合閱讀課文中的講述，了解鈾核裂變釋放出核能，轉(zhuǎn)化為周圍物體的內(nèi)能是怎么回事；

了解裂變釋放出的核能十分巨大。

提問：什么叫裂變？

l千克鈾中的鈾核如果全部發(fā)生裂變，釋放出的能量大約是1千克標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒所放出能量的多少倍？

旁注：檢查學(xué)生閱讀教材的效果。

教師小結(jié)并強(qiáng)調(diào)：用中子轟擊鈾235，鈾核（質(zhì)量大的核）會分裂成兩部分（兩個(gè)中等質(zhì)量的核），這種現(xiàn)象叫做核裂變，簡稱裂變。根據(jù)書上提供的數(shù)據(jù)很容易算出，1千克鈾中的鈾核如果全部發(fā)生裂變，釋放出的能量大約是1千克標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒所放出能量的2.5×106(250萬)倍。由此可知，裂變是獲得大量核能的重要途徑。

板書：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

教師展示鏈?zhǔn)椒磻?yīng)掛圖并講述：

用中子轟擊鈾核，才能使鈾核發(fā)生裂變，放出能量。如果外界的中子停止轟擊，裂變也就停止。然而實(shí)驗(yàn)表明，鈾核分裂時(shí)，還同時(shí)放出2～3個(gè)中子，這一點(diǎn)的意義特別重要。因?yàn)榉懦龅闹凶樱挚梢赞Z擊其它鈾核，使它們也發(fā)生裂變。這些鈾核分裂時(shí)，同樣放出中子，從而引起更多的鈾核發(fā)生裂變。于是裂變反應(yīng)便會鏈鎖式地自行持續(xù)下去。這種現(xiàn)象叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。

如果對裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，在極短時(shí)間（約百萬分之幾秒）會釋放出大量核能，發(fā)生猛烈爆炸，原子彈就是根據(jù)這個(gè)原理制成的。

讓學(xué)生看教材上我國第一顆原子彈爆炸后引起蘑菇狀煙云的示意圖（說明：原子彈爆炸時(shí)，立刻發(fā)出強(qiáng)烈的閃光，可照亮100千米以內(nèi)的天空和地面，閃光后，天空出現(xiàn)一個(gè)火球，并迅速上升?；鹎蚶鋮s后變成褐色煙云，同時(shí)地面上升起的塵土和煙柱一起形成可上升到15千米高空的蘑菇狀煙云。原子彈爆炸時(shí)還發(fā)出極其強(qiáng)烈的爆炸聲，幾十千米以外也可聽到）。

講述：為便于和平利用核能，必須控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能緩慢而又平穩(wěn)地釋放出來。為此，人們制成了一種專門裝置。

板書：核反應(yīng)堆——能緩慢、平穩(wěn)地釋放核能的裝置。

讓學(xué)生看教材上我國第一座核反應(yīng)堆外貌圖（彩圖，說明：建造核反應(yīng)堆，對材料、技術(shù)、安全防護(hù)設(shè)施等都有很高、很嚴(yán)的要求。不但需要解決很多核物理問題，也要求材料科學(xué)、電子學(xué)、自動控制學(xué)等解決許多困難問題。能自行設(shè)計(jì)、制造核反應(yīng)堆，表明我國在這一高科技領(lǐng)域取得了重大成就，為和平利用核能創(chuàng)造了必要的條件）。

板書：聚變——獲得大量核能的另一重要途徑

講述：科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，某些質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核時(shí)，也能釋放出核能，這種現(xiàn)象叫做核聚變，簡稱聚變。[1][2]下一頁

第三篇：高三物理教案 光電效應(yīng)

高三物理教案 光電效應(yīng)

光電效應(yīng)

三維教學(xué)目標(biāo)

1、知識與技能

(1)通過實(shí)驗(yàn)了解光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。

(2)知道愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義。

(3)了解康普頓效應(yīng)，了解光子的動量

2、過程與方法：經(jīng)歷科學(xué)探究過程，認(rèn)識科學(xué)探究的意義，嘗試應(yīng)用科學(xué)探究的方法研究物理問題，驗(yàn)證物理規(guī)律。

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀：領(lǐng)略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學(xué)的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗(yàn)探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。

教學(xué)重點(diǎn)：光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

教學(xué)難點(diǎn)：愛因斯坦光電效應(yīng)方程以及意義

教學(xué)方法：教師啟發(fā)、引導(dǎo)，學(xué)生討論、交流。

教學(xué)用具：投影片，多媒體輔助教學(xué)設(shè)備

(一)引入新課

回顧前面的學(xué)習(xí)，總結(jié)人類對光的本性的認(rèn)識的發(fā)展過程?

(多媒體投影，見課件。)光的干涉、衍射現(xiàn)象說明光是電磁波，光的偏振現(xiàn)象進(jìn)一步說明光還是橫波。19世紀(jì)60年代，麥克斯韋又從理論上確定了光的電磁波本質(zhì)。然而，出人意料的是，正當(dāng)人們以為光的波動理論似乎非常完美的時(shí)候，又發(fā)現(xiàn)了用波動說無法解釋的新現(xiàn)象光電效應(yīng)現(xiàn)象。對這一現(xiàn)象及其他相關(guān)問題的研究，使得人們對光的又一本質(zhì)性認(rèn)識得到了發(fā)展。

(二)進(jìn)行新課

1、光電效應(yīng)

實(shí)驗(yàn)演示1：(課件輔助講述)用弧光燈照射擦得很亮的鋅板，(注意用導(dǎo)線與不帶電的驗(yàn)電器相連)，使驗(yàn)電 器張角增大到約為 30度時(shí)，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗(yàn)電器的指針張角會變大。上述實(shí)驗(yàn)說明了什么?(表明鋅板在射線照射下失去電子而帶正電)

概念：在光(包括不可見光)的照射下，從物體發(fā)射電子的現(xiàn)象叫做光電效應(yīng)。發(fā)射出來的電子叫做光電子。

2、光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律

(1)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)

如圖所示，光線經(jīng)石英窗照在陰極上，便有電子逸出----光電子。光電子在電場作用下形成光電流。

概念：遏止電壓，將換向開關(guān)反接，電場反向，則光電子離開陰極后將受反向電場阻礙作用。當(dāng) K、A 間加反向電壓，光電子克服電場力作功，當(dāng)電壓達(dá)到某一值 Uc 時(shí)，光電流恰為0。Uc稱遏止電壓。根據(jù)動能定理，有：

(2)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律

① 光電流與光強(qiáng)的關(guān)系：飽和光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比。

② 截止頻率c----極限頻率，對于每種金屬材料，都相應(yīng)的有一確定的截止頻率c，當(dāng)入射光頻率c 時(shí)，電子才能逸出金屬表面;當(dāng)入射光頻率c時(shí)，無論光強(qiáng)多大也無電子逸出金屬表面。

③ 光電效應(yīng)是瞬時(shí)的。從光開始照射到光電子逸出所需時(shí)間10-9s。

3、光電效應(yīng)解釋中的疑難

經(jīng)典理論無法解釋光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

經(jīng)典理論認(rèn)為，按照經(jīng)典電磁理論，入射光的光強(qiáng)越大，光波的電場強(qiáng)度的振幅也越大，作用在金屬中電子上的力也就越大，光電子逸出的能量也應(yīng)該越大。也就是說，光電子的能量應(yīng)該隨著光強(qiáng)度的增加而增大，不應(yīng)該與入射光的頻率有關(guān)，更不應(yīng)該有什么截止頻率。

光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)表明：飽和電流不僅與光強(qiáng)有關(guān)而且與頻率有關(guān)，光電子初動能也與頻率有關(guān)。只要頻率高于極限頻率，即使光強(qiáng)很弱也有光電流;頻率低于極限頻率時(shí)，無論光強(qiáng)再大也沒有光電流。

光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性。而經(jīng)典認(rèn)為光能量分布在波面上，吸收能量要時(shí)間，即需能量的積累過程。

為了解釋光電效應(yīng)，愛因斯坦在能量子假說的基礎(chǔ)上提出光子理論，提出了光量子假設(shè)。

4、愛因斯坦的光量子假設(shè)

(1)內(nèi)容

光不僅在發(fā)射和吸收時(shí)以能量為h的微粒形式出現(xiàn)，而且在空間傳播時(shí)也是如此。也就是說，頻率為 的光是由大量能量為 E =h的光子組成的粒子流，這些光子沿光的傳播方向以光速 c 運(yùn)動。

(2)愛因斯坦光電效應(yīng)方程

在光電效應(yīng)中金屬中的電子吸收了光子的能量，一部分消耗在電子逸出功W0，另一部分變?yōu)楣怆娮右莩龊蟮膭幽?Ek。由能量守恒可得出：

W0為電子逸出金屬表面所需做的功，稱為逸出功。Wk為光電子的最大初動能。

(3)愛因斯坦對光電效應(yīng)的解釋

①光強(qiáng)大，光子數(shù)多，釋放的光電子也多，所以光電流也大。

②電子只要吸收一個(gè)光子就可以從金屬表面逸出，所以不需時(shí)間的累積。

③從方程可以看出光電子初動能和照射光的頻率成線性關(guān)系

④從光電效應(yīng)方程中，當(dāng)初動能為零時(shí)，可得極限頻率： 愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應(yīng)，但當(dāng)時(shí)并未被物理學(xué)家們廣泛承認(rèn)，因?yàn)樗耆`背了光的波動理論。

5、光電效應(yīng)理論的驗(yàn)證

美國物理學(xué)家密立根，花了十年時(shí)間做了光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果在1915年證實(shí)了愛因斯坦光電效應(yīng)方程，h 的值與理論值完全一致，又一次證明了光量子理論的正確。

6、展示演示文稿資料：愛因斯坦和密立根

由于愛因斯坦提出的光子假說成功地說明了光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，榮獲1921年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

密立根由于研究基本電荷和光電效應(yīng)，特別是通過著名的油滴實(shí)驗(yàn)，證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

光電效應(yīng)在近代技術(shù)中的應(yīng)用

(1)光控繼電器 可以用于自動控制，自動計(jì)數(shù)、自動報(bào)警、自動跟蹤等。

(2)光電倍增管

可對微弱光線進(jìn)行放大，可使光電流放大105~108倍，靈敏度高，用在工程、天文、科研、軍事等方面。

第四篇：高三物理教案：光電效應(yīng)

高三物理教案：光電效應(yīng)

【摘要】鑒于大家對查字典物理網(wǎng)十分關(guān)注，小編在此為大家搜集整理了此文高三物理教案：光電效應(yīng)，供大家參考!

本文題目：高三物理教案：光電效應(yīng)

光量子(光子)：E=h

實(shí)驗(yàn)結(jié)論 光子說的解釋

1、每種金屬都有一個(gè)極限頻率入射光的頻率必須大于這個(gè)頻率才能產(chǎn)生光電效應(yīng) 電子從金屬表面逸出，首先須克服金屬原子核的引力做功(逸出功W)，要使入射光子的能量不小于W，對應(yīng)頻率 即是極限頻率。

2、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 電子吸收光子能量后，只有直接從金屬表面飛出的光電子，才具有最大初動能即：

3、入射光照射到金屬板上時(shí)光電子的發(fā)射機(jī)率是瞬時(shí)的，一般不會超過10-9S 光照射金屬時(shí)，電子吸收一個(gè)光子(形成光電子)的能量后，動能立即增大，不需要積累能量的過程。

4、當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，光電流強(qiáng)度與入射光強(qiáng)度成正比 當(dāng)入射光的頻率大于極限頻率時(shí)，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)入射到金屬表面的光子數(shù)越多，產(chǎn)生的光電子數(shù)越多，射出的光電子作定向移動時(shí)形成的光電流越大。

(1)產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件：①極;②hW

(2)發(fā)生光電效應(yīng)后，入射光的強(qiáng)度與產(chǎn)生的光電流成正比。

(3)光電效應(yīng)方程 ,W=h

(4)光電管的應(yīng)用

能級

一、核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典物理的矛盾

(1)根據(jù)經(jīng)典物理的觀點(diǎn)推斷：①在軌道上運(yùn)動的電子帶有電荷，運(yùn)動中要輻射電磁波。②電子損失能量，它的軌道半徑會變小，最終落到原子核上。

③由于電子軌道的變化是連續(xù)的，輻射的電磁波的頻率也會連續(xù)變化。

事實(shí)上：①原子是穩(wěn)定的;②輻射的電磁波頻率也只是某些確定值。

二、玻爾理論

①軌道量子化：電子繞核運(yùn)動的軌道半徑只能是某些分立的數(shù)值。對應(yīng)的氫原子的軌道半徑為：rn=n2r1(n=1,2,3,)，r1=0.5310-10m。

②能量狀態(tài)量子化：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，這些狀態(tài)的能量值叫能級，能量最低的狀態(tài)叫基態(tài)，其它狀態(tài)叫激發(fā)態(tài)。原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時(shí),雖然電子做加速運(yùn)動,但并不向外輻射能量.氫原子的各能量值為： ③躍遷假說：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)要輻射(或吸收)一定頻率的光子，即：h=Em-En

三、光子的發(fā)射和吸收

(1)原子處于基態(tài)時(shí)最穩(wěn)定，處于較高能級時(shí)會自發(fā)地向低能級躍遷，經(jīng)過一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)，躍遷時(shí)以光子的形式放出能量。

(2)原子在始末兩個(gè)能級Em和Enn)間躍遷時(shí)發(fā)射光子的頻率為，其大小可由下式?jīng)Q定：h=Em-En。

(3)如果原子吸收一定頻率的光子，原子得到能量后則從低能級向高能級躍遷。

(4)原子處于第n能級時(shí)，可能觀測到的不同波長種類N為：

考點(diǎn)分析：

考點(diǎn)：波爾理論：定態(tài)假設(shè);軌道假設(shè);躍遷假設(shè)。

考點(diǎn)：h=Em-En

考點(diǎn)：原子處于第n能級時(shí)，可能觀測到的不同波長種類N為：

考點(diǎn)：原子的能量包括電子的動能和電勢能(電勢能為電子和原子共有)即：原子的能量En=EKn+EPn.軌道越低，電子的動能越大，但勢能更小，原子的能量變小。

電子的動能：，r越小，EK越大。

原子物理

一、原子的核式結(jié)構(gòu)

二、天然放射現(xiàn)象、衰變

衰變次數(shù)的計(jì)算方法：根據(jù)質(zhì)量數(shù)的變化計(jì)算次數(shù)，其次數(shù)n=質(zhì)量數(shù)的變化量/4;根據(jù)電荷數(shù)的變化，計(jì)算衰變次數(shù)。中子數(shù)的變化量=2衰變次數(shù)+衰變次數(shù)。

三、半衰期的計(jì)算 半衰期計(jì)算公式:;m為剩余質(zhì)量;mO為原有質(zhì)量;t為衰變時(shí)間;為半衰期。

四、核反應(yīng)方程

五、核能的計(jì)算

核反應(yīng)釋放的核能：

E=mc2或E=m931.5Mev

第五篇：高三物理教案 追及與相遇問題復(fù)習(xí)

高三物理教案 追及與相遇問題復(fù)習(xí)

一、相遇

指兩物體分別從相距x的兩地運(yùn)動到同一位置,它的特點(diǎn)是:兩物體運(yùn)動的位移的矢量和等于x,分析時(shí)要注意:

⑴、兩物體是否同時(shí)開始運(yùn)動,兩物體運(yùn)動至相遇時(shí)運(yùn)動時(shí)間可建立某種關(guān)系;

⑵、兩物體各做什么形式的運(yùn)動;

⑶、由兩者的時(shí)間關(guān)系,根據(jù)兩者的運(yùn)動形式建立位移的矢量方程。

【例1】1999年5月11日《北京晚報(bào)》報(bào)道了一位青年奮勇接住一個(gè)從15層高樓窗口落下的孩子的事跡。設(shè)每層樓高是2.8m,這位青年所在的地方離高樓的水平距離為12m,這位青年以6m/s的速度勻速沖到樓窗口下方,請你估算出他要接住小孩至多允許他有的反應(yīng)時(shí)間(反應(yīng)時(shí)間指人從發(fā)現(xiàn)情況到采取相應(yīng)行動經(jīng)過的時(shí)間)。(g取10m/s2)【答案】0.8s

【針對練習(xí)1】一人站在離公路h=50m遠(yuǎn)處,如圖所示,公路上有一輛汽車以v1=10m/s的速度行駛,當(dāng)汽車到A點(diǎn)與在B點(diǎn)的人相距d=200m時(shí),人以v2=3m/s的平均速度奔跑,為了使人跑到公路上恰與汽車相遇,則此人應(yīng)該朝哪個(gè)方向跑?

【答案】此人要朝與AB連線夾角=arcsin(5/6)的方向跑

二、追及

指兩物體同向運(yùn)動而達(dá)到同一位置。找出兩者的時(shí)間關(guān)系、位移關(guān)系是解決追及問題的關(guān)鍵,同時(shí)追及物與被追及物的速度恰好相等時(shí)臨界條件,往往是解決問題的重要條件:

(1)類型一:一定能追上類

特點(diǎn):

①追擊者的速度最終能超過被追擊者的速度。

②追上之前有最大距離發(fā)生在兩者速度相等時(shí)。

【例2】一輛汽車在十字路口等綠燈,當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以3m/s2的加速度開使行駛,恰在這時(shí)一輛自行車在汽車前方相距18m的地方以6m/s的速度勻速行駛,則何時(shí)相距最遠(yuǎn)?最遠(yuǎn)間距是多少?何時(shí)相遇?相遇時(shí)汽車速度是多大?

【方法提煉】解決這類追擊問題的思路:

①根據(jù)對兩物體運(yùn)動過程的分析,畫運(yùn)動示意圖

②由運(yùn)動示意圖中找兩物體間的位移關(guān)系,時(shí)間關(guān)系

③聯(lián)立方程求解,并對結(jié)果加以驗(yàn)證

【針對練習(xí)2】一輛執(zhí)勤的警車停在公路邊,當(dāng)警員發(fā)現(xiàn)從他旁邊駛過的貨車(以8m/s的速度勻速行駛)有違章行為時(shí),決定前去追趕,經(jīng)2.5s將警車發(fā)動起來,以2m/s2的加速度勻加速追趕。求:①發(fā)現(xiàn)后經(jīng)多長時(shí)間能追上違章貨車?②追上前,兩車最大間距是多少?

(2)、類型二:不一定能追上類 特點(diǎn):

①被追擊者的速度最終能超過追擊者的速度。

②兩者速度相等時(shí)如果還沒有追上,則追不上,且有最小距離。

【例3】一輛汽車在十字路口等綠燈,當(dāng)綠燈亮?xí)r汽車以3m/s2的加速度開使行駛,恰在這時(shí)一輛自行車在汽車后方相距20m的地方以6m/s的速度勻速行駛,則自行車能否追上汽車?若追不上,兩車間的最小間距是多少?

【針對練習(xí)3】例3中若汽車在自行車前方4m的地方,則自行車能否追上汽車?若能,兩車經(jīng)多長時(shí)間相遇?

【答案】能追上。

設(shè)經(jīng)過t追上;則有x汽+x0=x自;

3t2/2+4=6t

得t=(623)/3s,二次相遇