聯系本站客服加+微信號15139388181 或QQ：983228566 |
視頻標簽：光的粒子性,光電效應
所屬欄目：高中物理優質課視頻
視頻課題：新人教版高中物理選修三 17.2光的粒子性《光電效應》黑龍江省優課
本視頻配套資料的教學設計、課件 /課堂實錄及教案下載可聯本站系客服
新人教版高中物理選修三 17.2 光的粒子性《光電效應》黑龍江省優課
第二節 光的粒子性
——《光電效應》教學設計
一、教材分析：
高中物理設置《光電效應》這一節，主要目的不是讓學生獲知或者認識光電效應這一現象，而是讓學生體驗——解釋物理現象的過程中推動了物理學理論的發展，而且理論發展的關鍵是觀念的更新——自然學科的發展規律。本節學習的開始點是了解光電效應這一現象及其特定實驗中的實驗規律；問題的歸宿是新舊觀念對光電效應的解釋矛盾對比，從而進一步論證新觀念的廣泛性。 二、課標解讀：
本節知識是高考命題的重點和熱點，光電效應方程及應用命題頻度較高，一般以選擇題的形式考查，難度中等，但是這部分知識又是那么抽象和生澀難懂。 三、教學目標：
1、通過實驗了解光電效應及其實驗規律，感受以實驗為基礎的科學研究方法。 2、知道愛因斯坦光電效應方程及其意義，會用光電效應方程解決一些簡單的問題，感受科學家在面對科學疑難時的創新精神。 四、教學重點：
光電效應的實驗規律。 五、教學難點：
愛因斯坦光電效應方程。 六、學情分析：
高二學生已經學完必修1、2和選修3-1、3-2的內容，已具備分壓電路、電流的定義式、靜電力做功、光的強度等知識。但是所任教的B班同學基礎差和學習習慣不規范。 七、教學策略：
在教學中我采用了自主學習、合作探究、小組討論、導學案和積分制教學，動畫引入形象生動，增強學生探索新知的興趣，變被動學習為主動索取。充分利用身邊資源，大膽嘗試，將計算機引入課堂，每組配備兩個筆記本電腦。讓學生真正參與課堂活動，使每個同學都能認真的進行實驗研究，認真討論分析實驗結論。導學案中問題的設置采用遞進式設計，有利于學生對本節內容的理解，以提高課堂的教學效率。
高中教師基本技能競賽 物理選修3-5第十七章
八、教學過程：
一、實驗導入，激發興趣。
實驗器材：驗電器、鋅板和紫外線燈。（驗電器和鋅板用導線相連） 說明：驗電器的作用，檢驗鋅板是否帶電。
提問：請同學們注意觀察，在紫光燈打開前后，驗電器指針有什么變化？這一現象說明了什么問題？
實驗現象：驗電器指針張開了。
說明：經過紫外線燈的照射，鋅板帶電了。 提問：怎樣檢驗鋅板帶什么電？
學生回答：用絲綢摩擦過的玻璃棒接觸驗電器的金屬小球，結果張角變大了，說明鋅板帶正點。（在紫外線的照射下，鋅板因失電子而帶正電） 導入：這一現象叫光電效應。
光是什么？——電磁波。光的波動理論似乎已經完美，但是光電效應現象的發現使光的波動理論遇到了困難，光的粒子性又被重新提出。
什么叫光電效應？它有怎樣的實驗規律？同學們想知道嗎？帶著這些問題開始我們今天的學習。
教師：首先總結導學案的完成情況。 二、總結情況，積分評價。
1、優點：各組同學都能保質保量完成導學案的預習案。表現突出的是，提出表揚。給各組加分，已交給課代表王子艾同學，同時她也是今天的積分記錄員，最終核算出今天的優勝小組。
2、缺點：有些同學的書寫還不夠規范，多向馬思佳同學請教。
3、存在的共性問題：對光電效應的實驗現象存在疑慮，對光電效應方程不理解。 這節課我們來解決這些問題。 三、新課教學，疑難點撥。 教師：明確學生已掌握的知識點。
學生：1、光電效應：光照射到金屬表面時，使電子從金屬表面逸出的現象。
2、光電子：在光電效應中逸出的電子。光電子的本質還是電子，帶負電。 3、光電效應的本質：光現象轉化為電現象。 4、光電流：光電子的定向移動形成光電流。
教師：實驗模擬，學生分組，光電效應的實驗規律。
高中教師基本技能競賽 物理選修3-5第十七章
板書：光電效應的實驗規律
教師：1、介紹光電管的構成：玻璃管，內部真空，密封兩個電極：陰極K和陽極A，石英窗口，光可以從窗口射入，照到陰極K上，發生光電效應。
2、實驗原理：課件展示實物連接圖，板書實驗電路圖（分壓電路）
光從石英窗口射入，照到陰極K上，發生光電效應。光電子從陰極K 定向移動到陽極A，形成光電流，與光電管串聯的電流表有示數。電壓表測光電管的電壓，光電管與滑動變阻器的左端并聯，滑片右移，電壓增大。反之，減小。
3、注意事項：認真觀察實驗現象并記錄，小組成員間討論實驗結論。 4、實驗方法：采用我們所熟悉的控制變量法，看那組完成的又快又好。
學生：實驗進行時、、、、、、 教師：跟進指導。
學生展示成果，教師適當引導并點撥。
1、光電效應的發生與入射光的頻率有關，當入射光的頻率減小到某一值時，不發生光電效應。我們把這一值叫做極限頻率，也叫截止頻率。不同金屬的極限頻率不同。（教師補充） 光電效應的發生與入射光的強度無關，當入射光的頻率小于極限頻率時，即時入射光再強也不會發生光電效應。
2、當光電效應發生時，保持入射光的頻率和強度不變，將滑動變阻器的滑片P從A移到B的過程中，光電管兩端的電壓一直曾，但光電流先一直曾，到某一值時，再增大電壓，電流也不變了。我們把這一值叫做飽和電流。而且入射光越強，飽和電流越大，與入射光的頻率無關。
因為光電子的運動是向著各個方向的，不加電壓時，只有一部分的光電子定向移動到了陽極，形成微弱的光電流。加電壓后，在加速電場的電場力作用下有更多的光電子能夠到達陽極，光電流增大。但當電壓增大到某一值時，單位時間逸出的光電子全部都移動到了陽極，光電流達到最大，即使再增大電壓，也沒有更多的光電子了，所以光電流不在增大。
3、光電流不為零。這一現象說明從金屬中逸出的光電子具有一定的初速度。有光電子定向移動到陽極形成光電流。
若加反向電壓，光電子在電場力的阻礙作用下做減速運動，能夠到達陽極的光電子數減少，光電流減弱。隨著所加反向電壓的增大，光電流進一步減弱，直至為零。使光電流減小到零的反向電壓叫做遏止電壓。
滿足：eUc=1/2mvc2 其中vc是光電子的最大初速度。
4、光電效應具有瞬時性。當入射光的頻率超過極限頻率時，無論入射光怎樣微弱，幾乎
高中教師基本技能競賽 物理選修3-5第十七章
在照到金屬時立刻產生光電流。精確測量表明產生光電流的時間不超過10-9s，即光電效應是瞬時發生的。
教師：電子要想從金屬中掙脫出來，必須克服金屬表面層對它的阻礙做功。使電子脫離某種金屬所做功的最小值，叫做這種金屬的逸出功。所以電子從金屬中逸出具有的動能不同，只有金屬表層的電子逸出時，只需克服逸出功，所以獲得最大初動能。不同金屬的逸出功不同。 課件展示：
當光照射到金屬表面時，若電子吸收能量超出逸出功，電子就從表面逸出，這就是光電子。光越強，逸出的光電子越多，光電流越強。這一結論與實驗相符。
但是，按照經典的電磁理論，還應得出如下結論：（1）光越強，光電子的初動能應該越大，所以遏止電壓應與入射光的強弱有關；（2）不管光的頻率如何，只要光足夠強，電子都可以獲得足夠的能量從而逸出金屬表面，不應存在截止頻率；（3）如果光很弱，按照經典電磁學估算，電子需要幾分鐘或十幾分鐘的時間才能獲得逸出表面所需的能量，這個時間遠遠超過10-9s。這些結論與實驗結果相矛盾。此外，對于遏止電壓與光的頻率的關系，經典電磁學更是無法解釋。
眾多的疑難呼喚著新的觀念，新的思想，新的理論。 這時，一位偉大的物理學家出現了，誰？ 課件展示：照片
教師：愛因斯坦收到普朗克能量子假說的啟發：他認為，光不僅在發射和吸收時能量是一分一分的，而且光本身就是由一個個不可分割的能量子組成的，頻率為v的光的能量子為hv，h是普朗克常量。這些能量子后來成為光子。這就是愛因斯坦的光子說。按照愛因斯坦光子說理論，光是有一個一個獨立的光子組成的。 板書：愛因斯坦光電效應方程：Ek= hv- W0
在光電效應中，金屬中的電子吸收一個光子的獲得的能量是hv，這些能量的一部分用來克服金屬的逸出功W0，剩下的表現為逸出后電子的初動能Ek，即，hv=Ek+ W0
或Ek= hv- W0（其中Ek為光電子的最大初動能），這就是著名的愛因斯坦光電效應方程。
愛因斯坦方程表明，光電子的最大初動能與入射光的頻率有關，而與光的強弱無關。只有當hv> W0時，才有光電子逸出。vc= W0/h就是光電效應的截止頻率。
板書：Ek-v圖象，說明光電子的最大初動能Ek與入射光的頻率v有關，與光強無關。
電子一次性吸收一個光子的全部能量，不需要積累能量的時間，光電流幾乎是瞬時產生的。
對于同頻率的光，光較強時，包含的光子數較多，照射金屬時產生的光電子數較多，因
高中教師基本技能競賽 物理選修3-5第十七章
而飽和光電流較大。
板書：Uc-v圖象，說明遏止電壓Uc與入射光的頻率v有關，與光強無關。
教師：愛因斯坦的理論完美地解釋了光電效應的實驗規律。但是在當時并沒有得到物理學家們的承認，甚至被說成是在思辨中迷失目標的冒昧的假設。美國物理學家密立根從1907年起，經過十年的實驗，與他自己的預料相反，成為了愛因斯坦方程正確的直接實驗證據。愛因斯坦的理論最終得到認可，獲得了1921年的諾貝爾物理學獎。光電效應顯示了光的粒子性。 九、課堂小結：
這節課我們主要是通過實驗探究得到光電效應的規律，并用新的理論愛因斯坦光電效應方程對光電效應的實驗規律進行了完美地解釋。 十、板書設計：
第二節 光的粒子性 ——光電效應
一、實驗規律
1、存在截止頻率：當入射光的頻率小于截止頻率時，光電效應不發生；與入射光的強度無關。 2、存在飽和電流：飽和電流與光強有關，與頻率無關
3、存在遏止電壓： 4、光電效應的發生具有瞬時性，不超過10-9
s
二、愛因斯坦光電效應方程
十一、鞏固練習： 1、即時檢測：
對光電效應的理解正確的是（ ）
A、金屬鋅的每個電子可以吸收一個或一個以上的光子，當它積累的動能足夠大時，就能逸出金屬
B、在光電效應中，一個電子只能吸收一個光子
C、如果入射光子的能量小于金屬表面的電子克服原子核的引力而逸出時所需做的最小功，便不能發生光電效應
D、發生光電效應時，入射光越強，光子的能量就越大，光電子的最大初動能就越大 E、由于不同金屬的逸出功不同，因此使不同金屬產生光電效應，入射光的最低頻率也不同
221c
ecvmeU
高中教師基本技能競賽 物理選修3-5第十七章
2、高考點擊：
在某次光電效應實驗中，得到的遏止電壓U0與入射光的頻率的關系如圖所示。若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，下列說法正確的是（ ）
A、普朗克常量可表示為ek B、普朗克常量可表示為k C、所用材料的逸出功可表示為-eb D、所用材料的逸出功可表示為-e/b 3、課后練習：
完成練習冊中89頁1-6題。 4、課后作業：
自主探究《康普頓效應》導學案中的預習案。 后附《光電效應》導學案
齊市一中物理選修3-5第十七章第二節光的粒子性第一課時
《光電效應》教學反思
高中物理設置《光電效應》這一節，主要目的不是讓學生獲知或者認識光電效應這一現象，而是讓學生體驗——解釋物理現象的過程中推動了物理學理論的發展，而且理論發展的關鍵是觀念的更新——自然學科的發展規律。本節學習的開始點是了解光電效應這一現象及其特定實驗中的實驗規律；問題的歸宿是新舊觀念對光電效應的解釋矛盾對比，從而進一步論證新觀念的廣泛性。本節知識是高考命題的重點和熱點，光電效應方程及應用命題頻度較高，一般以選擇題的形式考查，難度中等，但是這部分知識又是那么抽象和生澀難懂。所以在教學中我采用了導學案和積分制教學，以提高課堂的教學效率。
本節課反思如下：
一、優點：
1、課件使用恰到好處，使本來晦澀難懂的理論知識變得栩栩如生，實為點睛之筆。動畫引入形象生動，增強學生探索新知的興趣，變被動學習為主動索取，有利于學生理解光電效應的本質。
2、充分利用身邊資源，大膽嘗試，將計算機引入課堂，每組配備兩個筆記本電腦。學生真正參與了課堂活動，每個同學都能認真的進行實驗研究，認真討論分析實驗結論。學生活動充分、討論熱烈，確實在探究，毫無矯揉造作之感，同時也增強了學生的團隊合作意識。
3、教師實時給予了學生充分的評價“分析的很好”、“能發現問題”等等。
4、教材處理得當，脈絡清晰，層次分明，詳略得當，整堂課設計嚴謹，重難點突出，尤其是難點的突破，即用愛因斯坦光電效應方程解釋最大初動能的設計尤為突出。
5、導學案中問題的設置采用遞進式設計，有利于學生對本節內容的理解，課堂效率高。
6、教師的教態和藹，親切自然，語言清晰明快，具有很強的引導性，層層遞進。
詳細得當地記錄下來，供以后教學時參考使用，并可在此基礎上不斷地改進、完善、推陳出新，達到光輝頂點。
二、缺點：
即使是成功的課堂教學也難免有疏漏失誤之處，對它們進行系統的回顧、梳理，并對其作深刻的反思、探究和剖析，使之成為今后再教學上吸取教訓，更上一層樓。
1、教師在教學過程中的語言還有進一步簡練簡化和提升的空間，個別時有重復學生的語言。
2、教師沒能關注到小組的每一個成員，個別同學的優勢方面沒給表現的機會，沒給提供發揮的舞臺。在今后的教學中應該多多注意和多下功夫。
這樣可以做到揚長避短、精益求精，把自己的教學水平提高到一個新的境界和高度。
思維方法是解決問題的靈魂，是物理教學的根本；親自實踐參與知識的發現過程是培養學生能力的關鍵，離開了思維方法和實踐活動，物理教學就成了無源之水、無本之木。學生素質的培養就成了鏡中花，水中月。
齊市一中物理選修3-5第十七章第二節光的粒子性第一課時
《光電效應》導學案
班級： 小組： 姓名：
學習目標：
1、通過實驗了解光電效應及其實驗規律，感受以實驗為基礎的科學研究方法。
2、知道愛因斯坦光電效應方程及其意義，會用光電效應方程解決一些簡單的問題，感受科學家在面對科學疑難時的創新精神。
學習重點：
光電效應的實驗規律。
學習難點：
愛因斯坦光電效應方程。
學習方法：
自主學習、合作探究、小組討論
知識鏈接：
分壓電路、電流的定義式、靜電力做功、光的強度等知識。
《光電效應》預習案
自主探究：課前通過閱讀教材30-33頁內容和上網查閱相關資料完成。
的關系如圖所示。若該直線的斜率和截距分別為k和b，電子電荷量的絕對值為e，下列說法正確的是（ ）視頻來源：優質課網 www.jjlqy.cn
