第一篇：高中物理中光電效應(yīng)現(xiàn)象的教學(xué)探索

高中物理中光電效應(yīng)的教學(xué)探索

甘肅平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校

曲應(yīng)前

744000 ［關(guān)鍵詞］：光電效應(yīng) 實驗教學(xué) 探索

光電效應(yīng)是自然界中一種重要的物理現(xiàn)象，是光具有“粒子性”的有力證據(jù)之一。然而，在教學(xué)中學(xué)生對這種現(xiàn)象的理解只停留在表面上，特別是對光電效應(yīng)基本規(guī)律的認識還存在著一定的偏差。為了加深學(xué)生對這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，不斷提高學(xué)生的抽象邏輯思維，筆者在教學(xué)中結(jié)合學(xué)生實際，從教學(xué)思路和教學(xué)方法上不斷探索，取得了良好的教學(xué)效果。

一、以實驗為突破口，介紹光電效應(yīng)

實驗是物理學(xué)的基礎(chǔ)，以實驗為突破口介紹光電效應(yīng)符合學(xué)生的認知規(guī)律，形象直觀，學(xué)生容易接受，有利于增強學(xué)生對光電效應(yīng)的感性認識，培養(yǎng)學(xué)生的形象邏輯思維。所以，搞好實驗教學(xué)對學(xué)生理解光電效應(yīng)非常重要。

(一)、根據(jù)演示實驗介紹光電效應(yīng)現(xiàn)象：把一塊擦亮的鋅板連接在驗電器上，用弧光燈照射鋅板，讓學(xué)生注意觀察驗電器的指針將張開一個角度，這時教師問學(xué)生：驗電器的指針為什么會張開？學(xué)生思考后回答：因為驗電器的指針帶上了同種電荷因排斥而張開，教師接著問：驗電器上的電荷從何而來？學(xué)生猜答：可能是鋅板上的某種電荷通過導(dǎo)線傳遞給了驗電器，教師繼續(xù)問：那么鋅板帶電不帶電？學(xué)生聯(lián)想到以前學(xué)過的摩擦和感應(yīng)起電以及化學(xué)知識猜答到：鋅板應(yīng)該帶電，原因是鋅板由于受到光的照射，原來的電中和狀態(tài)遭到破壞，它上面的某種電荷從鋅板上脫離出來，從而使鋅板帶上了跟脫離鋅板的電荷性質(zhì)相反的電荷，教師再問：鋅板應(yīng)該帶正電還是帶負電？這時，教師可以拿另外一個帶正電的金屬小球靠近鋅板，教師提醒學(xué)生注意觀察，結(jié)果金屬小球被排斥，學(xué)生馬上就會認為鋅板帶正電，從而斷定從鋅板上脫離出去的電荷應(yīng)該是自由電子。通過這樣連續(xù)的設(shè)問和演示論證，大大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，喚醒了學(xué)生求知的欲望，這時教師可以因勢利導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)演示實驗中所發(fā)生的光電現(xiàn)象，總結(jié)得出光電效應(yīng)的結(jié)論：金屬及其化合物在光的照射下向外發(fā)射電子的現(xiàn)象，叫做光電效應(yīng)，在這種現(xiàn)象中產(chǎn)生的電子叫光電子，形成的電流叫光電流。

（二）、依據(jù)學(xué)生實驗總結(jié)光電效應(yīng)規(guī)律：光電效應(yīng)的產(chǎn)生是有條件的，而且遵循一定的規(guī)律。為了使學(xué)生深刻理解光電效應(yīng)的科學(xué)內(nèi)涵，準確把握光電效應(yīng)的基本規(guī)律，教師在教學(xué)中要引導(dǎo)學(xué)生認真做好光電效應(yīng)實驗，通過實驗總結(jié)光電效應(yīng)所遵循的基本規(guī)律，通過總結(jié)規(guī)律進一步提高學(xué)生的思維能力和實驗操作技能。首先，要向?qū)W生仔細介紹光電效應(yīng)的實驗裝置，使他們弄清裝置中每一個部件在實驗中所起的作用。其次，要充分發(fā)揮學(xué)生和教師的主體和主導(dǎo)作用，指導(dǎo)學(xué)生認真做好光電效應(yīng)實驗，認真分析實驗中所發(fā)生的一切物理現(xiàn)象，以及這些現(xiàn)象所揭示的物理規(guī)律，最后，根據(jù)實驗結(jié)果得出光電效應(yīng)所遵循的四條基本結(jié)論：

1、對于任何一種金屬都有一個極限頻率，只有當入射光的頻率大于該極限頻率時光電效應(yīng)才會發(fā)生，否則就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)。

2、光電子的最大初動能只隨入射光頻率的增大而增大，而與入射光的強度沒有任何關(guān)系。

3、從入射光照射到金屬表面到光電子從金屬表面逸出幾乎是同時進行的，一般不超過10-9秒。

4、當入射光的頻率大于金屬的極限頻率時，光電流的強度與入射光的強度成正比。即單位時間內(nèi)發(fā)射出的光電子數(shù)與入射光的強度成正比。

在以上結(jié)論中提到“極限頻率”和“入射光強度”兩個概念。所謂極限頻率，它是指能使金屬發(fā)生光電效應(yīng)的光的最低頻率，不同的金屬有不同的極限頻率，這個問題通過實驗可以得到證實。所謂光的強度，它是指單位時間內(nèi)入射到金屬表面單位面積上的光子總能量，如果單位時間射到金屬表面上單位面積的光子數(shù)為n，每個光子的能量為hν，則光強度為nhν，單位為J／m，h是普朗克常數(shù)，這兩個概念有必要向?qū)W生講清楚。

二、以量子說為依據(jù)，解釋光電效應(yīng)

為了從微觀角度解釋光電效應(yīng)的基本規(guī)律，需要向?qū)W生介紹光的量子學(xué)說方面的知識。這部分內(nèi)容是很抽象的，要求教師要用形象生動的語言和高度篩選的典型事例，精妙的向?qū)W生介紹這一學(xué)說。譬如把每一個光子看成是一顆小米粒，把光看成是由一顆顆像小米粒一樣的光子構(gòu)成的，這樣既形象又生動，學(xué)生容易接受。

1、對金屬極限頻率的解釋：當光照射金屬時，相當于光子打在金屬上，如果金屬中的某個電子吸收一個光子的全部能量后，該電子的能量在數(shù)值上正好等于電子擺脫原子核的庫侖引力等束縛時所做的功，這個電子就可以恰好從金屬表面逃逸出，這時照射光光子的頻率ν0就是這種金屬的極限頻率。如果照射光的頻率ν＜ν

0

2則一個光子的能量hν＜hν0，這樣的一個光子傳給電子的能量不足以使電子擺脫原子核的束縛，這時就不能產(chǎn)生光電效應(yīng)；如果ν＞ν0，即hν＞hν0，這時一個光子的能量傳給電子后，就可以使電子擺脫原子核的束縛逃離金屬表面成為光電子，就能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)。一般不同的金屬，其原子核對核外電子的束縛程度不同，這就使得電子要逃離金屬表面時，克服原子核的庫侖引力所做的功不同，所以，不同的金屬有不同的極限頻率。

2、對光電子最大初動能的解釋：由于光子和電子都是微觀粒子，在光子的能量傳給電子的過程中，只能是一個光子的能量全部傳給一個電子，而一個電子吸收一個光子的能量后可能向各個方向運動，有的向金屬內(nèi)部運動，這樣的電子并不向外射出，有的向金屬表面運動，而向金屬表面運動的電子，經(jīng)過不同的路程，途中損失的能量也不相同，只有金屬表面的電子，吸收光子后逸出金屬表面時，克服金屬原子核的庫侖力所做的功（稱為逸出功，用w表示）最少，這時電子逃離金屬表面時速度最大，具有最大的初動能。

3、對光電效應(yīng)瞬時性的解釋：光子的能量被電子吸收的過程所需時間極短，幾乎不需要能量積累的過程。同時電子獲得能量后，電子擺脫原子核束縛的時間也極短，從而使光電效應(yīng)瞬時發(fā)生，從光照射到金屬表面到金屬表面發(fā)射電子的時間不超過10-9秒。

4、光電流強度與光強度成正比的解釋：發(fā)生光電效應(yīng)時，如果入射光的強度變大，就表示入射光單位時間通過垂直光的傳播方向單位面積內(nèi)光的能量變大，也就是單位時間內(nèi)的光子數(shù)量增多，從而使單位時間內(nèi)從金屬上打出來的電子數(shù)增多。因此單位時間內(nèi)的光電子個數(shù)與單位時間內(nèi)入射光的光子個數(shù)成正比。

三、以學(xué)習(xí)效果為核心，進行教學(xué)評價

教學(xué)的目的在于傳授知識，發(fā)展學(xué)生能力。教學(xué)的效果關(guān)鍵要看學(xué)生對知識掌握的程度和學(xué)生能力的提高兩個方面。首先，從知識結(jié)構(gòu)來說，通過對光電效應(yīng)的學(xué)習(xí)，使學(xué)生從宏觀到微觀，從感性到理性對光的本性有比較深刻的理解和認識。從而使他們懂得光是一種特殊的物質(zhì)，不僅具有波動性，而且具有粒子性，也就是說光具有“波?！倍笮?。光的干涉、衍射、偏振等現(xiàn)象證明了光的波動性，光電效應(yīng)證明了光的粒子性。光的波動性和粒子性反映了光的本性中矛盾的兩個方面，在任何情況下光的二象性都是存在的，只是在不同條件下的表現(xiàn)形式不同，一般情況下，光在傳播過程中，波動性表現(xiàn)得比較顯著，而當光與其它物質(zhì)相互作用時，粒子性表現(xiàn)得比較顯著。其次，從能力結(jié)構(gòu)而言，由于光電效應(yīng)這節(jié)課既有直觀的實驗教學(xué)，又有抽象的理論闡述，通過對這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)，既可以提高學(xué)生的實踐操作技能和動手能力，又可以使學(xué)生在智力技能方面得到很好的鍛煉。因此，在教學(xué)中教師應(yīng)該從實際出發(fā)，根據(jù)教學(xué)要求，認真挖掘教材，優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)，調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，精選教學(xué)方法，合理使用教具，以學(xué)生為主體，充分發(fā)揮教師在教學(xué)中的主導(dǎo)作用，大力調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，認真?zhèn)湔n，精心施教，只有這樣，才能取得良好的教學(xué)效果。

工作單位:甘肅省平?jīng)鲂畔⒐こ虒W(xué)校教務(wù)科

職務(wù):物理教師

通信地址:甘肅省平?jīng)鍪嗅轻紖^(qū)新民南路88號

電話：***

第二篇：高中物理二輪總復(fù)習(xí)光電效應(yīng)教案

命題點2 光電效應(yīng)本類考題解答錦囊

解答“光電效應(yīng)”一類試題，主要了解以下內(nèi)容： 熟練掌握光電效應(yīng)的規(guī)律和光電效應(yīng)的方程．

Ⅰ 高考最熱門題(典型例題)在圖28-2-1所示的光電管的實驗中，發(fā)現(xiàn)用一定頻率的A單色光照射光電管時，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a 命題目的與解題技巧：光電效應(yīng)現(xiàn)象，光電管知識的應(yīng)用，注意光電管的金屬板發(fā)出光電予相當于負極與電源負極相連．

【解析】 在光電效應(yīng)實驗中，當入射光頻率大于極限頻率時才能產(chǎn)生光電子，因此γA>γB，光電管中的電子向左流，因此回路電流是順時針的，即電流表G中電流從a流向b.【答案】 AC.2(典型例題)下列說法中正確的是

A.光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動性 B.光的頻率越大，波長越大 C.光的波長越大，光子的能量越大 D.光在真空中的傳播速度為3．00×10m／s 3(典型例題)人眼對綠光最為敏感．正常人的眼睛接收到波長為530am的綠光時，只要每秒有6個綠光的光子射人瞳孔，眼睛就能察覺，普朗克常量為 6．63×10 J·s，光速為3．0×10m／s，則人眼能察覺到綠水時所接收到的最小功率是

A.2．3 0× 10-W B.3．8 × 10 W C.7．0 ×10 W D.1．2 ×10W 4(典型例題)已知一束可見光。是由m、n、P三種單色光組成的，檢測發(fā)現(xiàn)三種單色光中，n、P兩種色光頻率都大于m色光，n色光能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，而P色光不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，那么，如圖28-2-2中，光束 a通過三棱鏡的情況是

Ⅱ Ⅱ 題點經(jīng)典類型題(典型例題)正負電子對撞后湮滅成三個頻率相同的光子．已知普朗恒量為九，電子質(zhì)量為m，電量為e，電磁波在真空中傳播速

度為c，則生成的光子射人折射率為 的水中，其波長為 A.9h3hh9h B.C.D.8mc4mcmc4mc218

488命題目的與解題技巧：光的本性與原子核物理的綜合考查．

【解析】 這是光的本性與原子物理的綜合題，由愛因斯坦質(zhì)能方程知產(chǎn)生的光予的頻率γ，3hγ=2mc，γ=?nn2mc21c9h又由 水?真空,?水?真空?真空?,?.4?8cm3hn真空?水n水3【答案】A 2(典型例題)氦一氖激光器發(fā)出波長為633 nm的敷光，當激光器的輸出功率為1 mW時，每秒發(fā)出的光子數(shù)為

A.2．2 × 10 B.3．2 ×10 C.2．2 ×10 D.3．2 ×10 答案：(典型例題)關(guān)于光電效應(yīng)下述說法中正確的是 1

515

用心

愛心

專心 A.光電子的最大初動能隨著入射光的強度增大而增大

B.只要入射光的強度足夠強，照射時間足夠長，就一定能產(chǎn)生光電效應(yīng) C.在光電效應(yīng)中，飽和光電流的大小與入射光的頻率無關(guān)

D.任何一種金屬都有一個極限頻率，低于這個頻率的光不能使它發(fā)生光電效應(yīng)(典型例題)由a，b兩種色光組成的復(fù)色光，從介質(zhì)射向真空時分成兩束，如圖283所示，以下關(guān)于這兩種光的說法，正確的是 A.a光的波動性比^光明顯

B.a光在介質(zhì)中的頻率可能小于b光在真空中的頻率

C.若兩種光都能使鋅板發(fā)生光電效應(yīng)，則a光對應(yīng)的光電子最大初動能較大 D.這兩種光在同一裝置上進行雙縫干涉實驗，a光對應(yīng)的條紋較寬

Ⅲ Ⅲ 新高考命題方向預(yù)測 1 下列說法中丁確的是

A.在真空中紅光的波長比紫光的小 B.玻璃肘紅光的折射率比對紫光的大 C.在玻璃中紅光的傳播速度比紫光的大 D.紅光光子的能量比紫光光子的能量大 答案： 用a、b兩種單色光先后兩次照射同一金屬板，均可發(fā)生光電效應(yīng)，但兩種色光波長關(guān)系為λa，>λb，則 A.兩次產(chǎn)生的光電流一定是Ia>IbXB.兩次逸出的光電子的初動能一定是Ekb>Eka C.兩次產(chǎn)生的光電流可能相同

D.兩次逸出的某些光電子的初動能可能相同 3 列關(guān)于光的說法中正確的是

A.在真空中紅光波長比紫光波長短 B.紅光光子能量比紫光光子能量小

C.紅光和紫光相遇時能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 D.紅光照射某金屬時有電子向外發(fā)射，紫光照該金屬時一定也有電子向外發(fā)射 在x射線管中，由陰極發(fā)射的電子被加速后打到陽極，會產(chǎn)生包括X在內(nèi)的各種能量的光子，其中光子能量的最大值等于電子的動能．已知陽極與陰極之間的電勢差 U、普朗克常數(shù)h電子電荷量e和光速C.，則可知該X射線管發(fā)出的X的 A.最短波長為 B.最長波長為 C.最小波率為 D.最大波率為

命題點3 實驗：用雙縫干涉測光的波長

本類考題解答錦囊

解“用雙縫干涉測光的波長實驗”一類試題，主要的掌握以下幾點： 1．實驗原理要理解：由雙干涉條紋間距△x≥ 2．實驗裝置及安放順序要明確；

3．測量光要會讀數(shù)，搞清楚所讀數(shù)據(jù)是幾條亮(或暗)紋中心間的距離．Ⅱ Ⅱ 題點經(jīng)典類型題

Ⅱ 題點經(jīng)典類型題

1(典型例題)某同學(xué)設(shè)計了一個測定激光的波長的實驗裝置如圖28232所示，當有光照射并使光電管工作時，有 A.流過G的光電流方向是從a到b B.流過G的光電流方向是從b到a C.電動機電路接通，電動機工作 D.電動機電路斷開，電動機不工作 答案： 為了減少光在透鏡表面的損失，可在透鏡表面涂上一層增透膜，一般用折射率為1．38的氟化鎂，為了使波長為 0．552×10m的綠光在垂直表面入射時反射光能量足夠小，所涂膜的厚度應(yīng)是.答案： 在地球上，垂直于太陽光傳播方向每平方米面積上的輻射能為1．4×10焦耳／秒，其中可見光部分約占45%．已知可見光的平均波長約為5 500埃，太陽向各個方向的輻射是均勻的，太陽與地球間的距離約為R=1．5×10米，普朗克常量h=6．0×10焦·秒．由此可估算出太陽每秒鐘輻射出的可見光的光子數(shù)約為 個(計算結(jié)果取一位有效數(shù)字)． 答案： 波長在315～400nm范圍內(nèi)的紫外線是地表生物所必需的，而波長在280～315 nm范圍內(nèi)的紫外線對于人類會造成危害．光子能量是4eV的紫外線是屬于上述兩個波長范圍中的 范圍內(nèi)的．用這種紫外線照射逸出功是7．6×10-J的銀板(填“能”或“不能”)放出光電子．(普朗克常量h=6．63×10J·S)答案： 在應(yīng)用雙縫干涉儀測定某單色光波長的實驗中，某同學(xué)把光源發(fā)出的光經(jīng)黃色濾光片得到單色光，單色光通過單縫，再經(jīng)雙縫即可在屏上產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣，這樣就可以測定此單色光的波長了

(1)當產(chǎn)生穩(wěn)定的干涉圖樣后，需要測量相鄰兩條亮紋間距離Δx，Δx可用測量頭測出，現(xiàn)操作如下：某同學(xué)先將測量頭的分劃板中心刻線對齊視場中某一條亮紋中心(如圖Z28-3(甲)所示，此條亮紋可作為測量中的第一條亮紋)，此時讀數(shù)部分的示數(shù)如圖Z28-3(乙)游標卡尺表示(此卡尺精度為O.005mm)，記下此讀數(shù)為 mm；接著他又將分劃板中心刻度對齊現(xiàn)場中第四條亮紋中心，并記下測量頭讀數(shù)部分的讀數(shù)為5．80mm．由以上數(shù)據(jù)請計算出Δx= mm(2)若在上述實驗條件下，把黃色濾光片改用藍色濾光片獲得單色光，則此單色光產(chǎn)生的穩(wěn)定干涉條紋間的距離會(填“增大”、“減小”或“不變”)． 答案： 如圖Z 2845-

第三篇：高三物理教案光電效應(yīng)教學(xué)設(shè)計

高三物理教案光電效應(yīng)教學(xué)設(shè)計1

教學(xué)目標

知識目標

（1）知道光電效應(yīng)現(xiàn)象

（2）知道光子說的內(nèi)容，會計算光子頻率與能量間的關(guān)系

（3）會簡單地用光子說解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象

（4）知道光電效應(yīng)現(xiàn)象的一些簡單應(yīng)用

能力目標

培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力

教學(xué)建議

教材分析

分析一：課本中先介紹光電效應(yīng)現(xiàn)象，再學(xué)習(xí)光子說，最后用光子說解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。本節(jié)內(nèi)容說明光具有粒子性，從而引出量子論的基本知識。

分析二：光電效應(yīng)有如下特點：

①光電效應(yīng)在極短的時間內(nèi)完成；

②入射光的頻率大于金屬的.極限頻率才會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；

③在已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，逸出的光電子的數(shù)量跟入射光的強度成正比；

④在已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，光電子的最大初動能隨入射光頻率的增大而增大。

教法建議

建議一：對于光電效應(yīng)現(xiàn)象先要求學(xué)生記住光電效應(yīng)的實驗現(xiàn)象，然后運用光子說去解釋它，這樣可以加深學(xué)生的理解。

建議二：學(xué)生應(yīng)該會根據(jù)逸出功求發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率，但可以不要求運用愛因斯坦光電效應(yīng)方程進行計算。

高三物理教案光電效應(yīng)教學(xué)設(shè)計2

教學(xué)重點：光電效應(yīng)現(xiàn)象

教學(xué)難點：運用光子說解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象

示例：

一、光電效應(yīng)

1、演示光電效應(yīng)實驗，觀察實驗現(xiàn)象

2、在光的照射下物體發(fā)射光子的現(xiàn)象叫光電效應(yīng)

3、現(xiàn)象：

（1）光電效應(yīng)在極短的時間內(nèi)完成；

（2）入射光的頻率大于金屬的極限頻率才會發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象；

（3）在已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，逸出光電子的數(shù)量跟入射光的強度成正比；

（4）在已經(jīng)發(fā)生光電效應(yīng)的條件下，光電子最大初動能隨入射光頻率的增大而增大。

4、學(xué)生看書上表格常見金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率

5、提出問題：為什么會發(fā)生3中的現(xiàn)象

二、光子說

1、普朗克的量子說

2、愛因斯坦的光子說

在空間傳播的光不是連續(xù)的，而是一份份的，每一份叫做光量子，簡稱光子。

三、用光子說解釋光電效應(yīng)現(xiàn)象

先由學(xué)生閱讀課本上的'解釋過程，然后教師提出問題，由學(xué)生解釋。

四、光電效應(yīng)方程

1、逸出功

2、愛因斯坦光電效應(yīng)方程

對一般學(xué)生只需簡單介紹

對層次較好的學(xué)生可以練習(xí)簡單計算，深入理解方程的意義

例題：用波長200nm的紫外線照射鎢的表面，釋放出的光電子中最大的動能是2.94eV.用波長為160nm的紫外線照射鎢的表面，釋放出來的光電子的最大動能是多少？

五、光電效應(yīng)的簡單應(yīng)用

六、作業(yè)

探究活動

題目：光電效應(yīng)的應(yīng)用

組織：分組

方案：分組利用光電二極管的特性制作小發(fā)明

評價：可操作性、創(chuàng)新性、實用性

高三物理教案光電效應(yīng)教學(xué)設(shè)計3

1、知識與技能

(1)通過實驗了解光電效應(yīng)的實驗規(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，驗證物理規(guī)律。

3、情感、態(tài)度與價值觀：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，能體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。

教學(xué)重點：光電效應(yīng)的實驗規(guī)律

教學(xué)難點：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)象進一步說明光還是橫波。19世紀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，正當人們以為光的波動理論似乎非常完美的時候，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)性認識得到了發(fā)展。

(二)進行新課

1、光電效應(yīng)

實驗演示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)線與不帶電的驗電器相連)，使驗電器張角增大到約為30度時，再用與絲綢磨擦過的玻璃棒去靠近鋅板，則驗電器的指針張角會變大。上述實驗說明了什么?(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)的實驗規(guī)律

(1)光電效應(yīng)實驗

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K、A間加反向電壓，光電子克服電場力作功，當電壓達到某一值Uc時，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)實驗規(guī)律

①光電流與光強的關(guān)系：飽和光電流強度與入射光強度成正比。

②截止頻率νc----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νc，當入射光頻率ν>νc時，電子才能逸出金屬表面;當入射光頻率ν<νc時，無論光強多大也無電子逸出金屬表面。

③光電效應(yīng)是瞬時的。從光開始照射到光電子逸出所需時間<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)的實驗結(jié)果。

經(jīng)典理論認為，按照經(jīng)典電磁理論，入射光的光強越大，光波的電場強度的振幅也越大，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)實驗表明：飽和電流不僅與光強有關(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，即使光強很弱也有光電流;頻率低于極限頻率時，無論光強再大也沒有光電流。

光電效應(yīng)具有瞬時性。而經(jīng)典認為光能量分布在波面上，吸收能量要時間，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)射和吸收時以能量為hν的微粒形式出現(xiàn)，而且在空間傳播時也是如此。也就是說，頻率為ν的光是由大量能量為E=hν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蹺k。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電子只要吸收一個光子就可以從金屬表面逸出，所以不需時間的累積。

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，當初動能為零時，可得極限頻率：

愛因斯坦光子假說圓滿解釋了光電效應(yīng)，但當時并未被物理學(xué)家們廣泛承認，因為它完全違背了光的波動理論。

5、光電效應(yīng)理論的驗證

美國物理學(xué)家密立根，花了十年時間做了“光電效應(yīng)”實驗，結(jié)果在1915年證實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)的實驗規(guī)律，榮獲1921年諾貝爾物理學(xué)獎。

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驗，證明電荷有最小單位。獲得1923年諾貝爾物理學(xué)獎。

點評：應(yīng)用物理學(xué)家的歷史資料，不僅有真實感，增強了說服力，同時也能對學(xué)生進行發(fā)放教育，有利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，激發(fā)學(xué)生的探索精神。

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，自動計數(shù)、自動報警、自動跟蹤等。

(2)光電倍增管

可對微弱光線進行放大，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：高中物理教學(xué)中的滲透

新課程物理教學(xué)的構(gòu)想

張渚高級中學(xué)——陸濤

新課程教育已經(jīng)實施了一段時間，做為一個老師首先要比對新舊教學(xué)模式，轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念。高中物理新課標對物理學(xué)習(xí)提出了新的要求，強調(diào)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)品質(zhì)和積極主動的學(xué)習(xí)態(tài)度，關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和經(jīng)驗；倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手。高中物理新課標注重于“促進每個學(xué)生全面而有個性的發(fā)展”的理念、“課程整合”的理念、“教學(xué)民主”的理念，這一系列的要求，對我們教師在教學(xué)實施方面提出了許多新的挑戰(zhàn)和新的期待。經(jīng)過一個學(xué)段的實踐，我將自己對一些新課標的想法總結(jié)如下：

一、新的教材觀

新課程標準下物理教材在編寫時，知識結(jié)構(gòu)緊湊，邏輯嚴密。以前教材知識體系的編排，由淺入深，層層遞進，課本中要傳授給學(xué)生的重點知識一目了然。教材重在圍繞知識點的推理、驗證。作為一個教師即使不熟悉教材，不熟悉學(xué)生，也可以照本宣科，把一節(jié)課上完；學(xué)生也只要把該記的知識點死記住，一堂課下來也多少有所收獲。而新課標下的物理教材，它在編寫上已改變了某些知識體系。教材中的有些概念、專用術(shù)語就象早產(chǎn)的嬰兒，還沒有足月就產(chǎn)生了。

例如教材在一開始就出現(xiàn)了很多的概念等等。另外新教材中每節(jié)內(nèi)容中大部分篇幅就是幾幅情景圖片、或幾個實驗圖片、或幾張資料表格、或幾個極不完整的實驗報告片斷。教材的編寫在很大程度上只提供了一些與知識有關(guān)的情境或素材，教師若是再照本宣科，就會無法繼續(xù)下去。

如果教師按照老辦法依教材講教材，課堂就會出現(xiàn)兩種狀況：一是一堂課不下10分鐘

教師就可以將教材處理完，那么學(xué)生聽后卻是一片茫茫然，搞不清重點、難點，不知道學(xué)了些什么；二是教師拿著教材不知怎么上好。所以我認為教師要改變傳統(tǒng)的教材觀，其實新課標下的教材，它給教師和學(xué)生留有很大的發(fā)揮空間，教材只是一個案例，只是一個素材。

因此教師在備課時，必須充分挖掘教材所提供的情境，搞清它的外延和內(nèi)涵，弄清通過此素材要讓學(xué)生獲得什么能力，掌握什么方法，在情感態(tài)度與價值觀方面有哪些提升。不拘泥于教材組織教學(xué)。物理新教材中還有一個特點，就是探究性成分比較多，而這又與以往的演示實驗、學(xué)生實驗有明顯的不同，有時一個圖就是一個探究性實驗活動，教師課前就要作好充分的探究實驗準備。讓學(xué)生課后通過各種途徑收集資料或解決問題，旨在鼓勵他們主動參與、樂于探究、勤動手、并增強處理和收集相關(guān)信息的能力，還可以增進同學(xué)間的交流和友誼。教師盡量為學(xué)生多提供一些學(xué)習(xí)信息，如網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)物理知識、討論物理問題、探索物理新知、拓展物理視野、開拓物理思維的網(wǎng)址；介紹好的參考資料、科學(xué)小發(fā)明讀物等等。

二、新的教師觀

教師的作用主要是傳道、授業(yè)、解惑。以前是師道尊嚴，教師神圣不可侵犯。而新教材下的教師是平等中的首席，因此“教師”觀念要有大的轉(zhuǎn)變。

1、教師角色的轉(zhuǎn)變：以前上課，教師為學(xué)術(shù)權(quán)威，現(xiàn)在與學(xué)生一起探究，共同體驗學(xué)習(xí)的樂趣與收獲。教師要千方百計調(diào)動學(xué)生的積極性，在探究性學(xué)習(xí)中要建立一個健康、平等的新型的師生關(guān)系。“自主、合作、探究”是課堂的主題。課堂上“不怕學(xué)生胡說，就怕學(xué)生不說?！保處熐f不能扼殺學(xué)生的“求異”思維，只有教師的學(xué)術(shù)權(quán)威越來越少，學(xué)生的問題才會越來越多，教師的人格權(quán)威也就會越來越大。

2、教學(xué)行為的轉(zhuǎn)變：新的教材設(shè)計，需要教師要把大量的時間花費在備課上，充分掘展教材資源。因此教師必須學(xué)會解放自己，不要再把主要精力放在讓學(xué)生對某一點知識的逐一過關(guān)上。抓緊課堂45分鐘，課余讓給學(xué)生。教師注重的應(yīng)是學(xué)習(xí)方法的培養(yǎng)，學(xué)習(xí)過程的探究，而不在是要求學(xué)生對知識的死記硬背，因為今天知識在成倍增長，知識的更新速度又是一日千里，教師所傳授的知識僅為學(xué)生一生所學(xué)知識的滄海一粟，你所要求背的也許并非重要，但教會學(xué)生的學(xué)習(xí)方法卻能讓他們受益終生。教師課堂上不在是演員，而應(yīng)是導(dǎo)演。讓學(xué)生動起來，課堂教學(xué)才會活起來。

3、課堂教學(xué)方式的轉(zhuǎn)變：新課標下的物理教學(xué)，老師上課要改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，課堂教學(xué)主要體現(xiàn)三段模式⑴問題與情境：上課時給學(xué)生盡可能提供一個真實情境，這樣學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性就會大增。例如聯(lián)系白熾燈的損壞講額定功率等，⑵活動與探究，每節(jié)課必須瞄準一個切入點，體現(xiàn)探究性，探究活動不能盲目，不能為探究而探究。例如，可以在學(xué)生學(xué)習(xí)了歐姆定律以后去探究閉合電路歐姆定律。⑶整理與反思。新課標下，往往課堂上熱熱鬧鬧，課堂下學(xué)生什么也不知道。學(xué)生掌握的效果差，正是差此環(huán)節(jié)。探究過后的整理與反思把交流后形成的成果、先進的成熟的思維被其它同學(xué)分享，有利于形成知識與技能?？傊?，在新的課程標準下，新的教材觀和教師觀是教育發(fā)展的必然要求，創(chuàng)造充滿活力的課堂教學(xué)，對學(xué)生思維發(fā)展能受益終身。同時讓教師的勞動閃現(xiàn)創(chuàng)造的光輝和人性的魅力，這是每個教師在教學(xué)過程中要不斷探索和努力實踐的。

第五篇：高中物理教學(xué)中的創(chuàng)新教學(xué)

高中物理教學(xué)中的創(chuàng)新教學(xué)

摘要：物理創(chuàng)新教學(xué)，必須以開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新潛能為宗旨，在研究和解決教學(xué)問題的過程中，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識、創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力。主要從教育理念、激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新學(xué)習(xí)以及評價方式等方面做些探討。

關(guān)鍵詞：高中物理；教學(xué)；創(chuàng)新

加強基礎(chǔ)、促進發(fā)展、激勵創(chuàng)新、重視實踐是新一輪基礎(chǔ)教育課程改革的基本內(nèi)容，其重點應(yīng)該是首推“激勵創(chuàng)新”。在多年的物理教學(xué)中，我一直在思考、探究、實踐著：如何利用高中物理教學(xué)的有限時空，結(jié)合學(xué)生已有的生活經(jīng)驗去充分激勵學(xué)生的創(chuàng)新意識并進而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力呢？

一、創(chuàng)新及創(chuàng)新思維

創(chuàng)新，是指在前人發(fā)現(xiàn)、發(fā)明的基礎(chǔ)上，提出新的見解或觀念，采用新的策略和方法、技術(shù)，開辟新的領(lǐng)域，創(chuàng)造新的事物或得到新的發(fā)現(xiàn)和發(fā)展。創(chuàng)新主要追求的是“突破”、“新異”和“獨特”。創(chuàng)新與創(chuàng)造含義不同，創(chuàng)造是“無中生有”，而創(chuàng)新則是“有中變新”，但二者都含有一個共同內(nèi)核――創(chuàng)造思維，都是通過發(fā)明、革新創(chuàng)造出新的思想、技能和物質(zhì)等產(chǎn)品。創(chuàng)新能力的源于創(chuàng)新思維。創(chuàng)新思維是指人們對未知事物有創(chuàng)見性的思索。創(chuàng)新思維需要人們突破思維定勢，把已掌握的知識、信息加工整理或重組，從新的角度尋找解決問題的思路和方法，達到成果創(chuàng)新的目標。創(chuàng)新的內(nèi)容一般有觀念創(chuàng)新、知識創(chuàng)新、方法創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新等。結(jié)合創(chuàng)新的一般性和高中物理教學(xué)的特殊性，高中物理教學(xué)中創(chuàng)新的主要內(nèi)容是知識創(chuàng)新、方法創(chuàng)新和技能創(chuàng)新，相應(yīng)地，高中物理教學(xué)中創(chuàng)新思維的培養(yǎng)，主要以物理概念、規(guī)律和原理的認知過程，物理思想方法包括實驗原理和設(shè)計方案的巧妙遷移和重構(gòu)過程，物理知識在新情境中的綜合運用過程等方面為平臺開展創(chuàng)新教育探索。

二、用藝術(shù)化的教學(xué)語言開啟學(xué)生的創(chuàng)新大門

教師課堂教學(xué)中藝術(shù)化的教學(xué)語言對激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的作用是不言而喻的。生動形象的比喻、妙趣橫生的描述、抑揚頓挫的音調(diào)會使學(xué)生情不自禁進入主動學(xué)習(xí)的環(huán)境中，創(chuàng)設(shè)一個以樂引思、以樂求知的良好的課堂教學(xué)氛圍。從而，也在無形中悄悄地開啟了學(xué)生的創(chuàng)新大門。

三、用學(xué)生關(guān)心的熱點去激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新的熱情

青年學(xué)生關(guān)心熱點問題正是青年們的朝氣所在，教師如能抓住這一契機，大膽地將學(xué)生對一些熱點問題的質(zhì)疑有機地融入課堂，無疑會給課堂增添一道亮麗的風景線。因為，這是學(xué)生在自覺自愿的前提下向教師擲出的一條條絢麗的“彩帶”。我在物理課的教學(xué)中，有機地結(jié)合當前科學(xué)界的熱點問題開展教學(xué)，有效地激發(fā)了學(xué)生的創(chuàng)新熱情。教學(xué)過程的實踐證明，通過了對這些熱點問題質(zhì)疑和析疑，既強化了基本知識，又培養(yǎng)了思維能力，更激發(fā)了學(xué)生去探索未知世界的創(chuàng)新激情。

四、高中學(xué)生物理創(chuàng)新教學(xué)的特點

創(chuàng)新教學(xué)是創(chuàng)造性思維重要組成部分。創(chuàng)造性思維大致可分為三個不同層次，第一層次是經(jīng)長期艱苦研究和探索而創(chuàng)造出前所未有的非凡成果，如物理學(xué)家和科學(xué)家們重大發(fā)現(xiàn)和發(fā)明；第二層次是在原有知識經(jīng)驗基礎(chǔ)上，經(jīng)加工重組改造而形成的對社會有價值的新的知識和物質(zhì)產(chǎn)品；第三層次是經(jīng)過自己的智力活動，產(chǎn)生對本人而言是前所未有的、新穎的、有價值的成果。后兩個層次屬創(chuàng)新思維層面。每個人都具備創(chuàng)造性思維的潛能。只是在不同年齡階段，因受知識、智力條件和動力因素制約，表現(xiàn)出不同的創(chuàng)造性思維層次，產(chǎn)生出不同價值層次的成果。這些物理知識和技能雖都是前人創(chuàng)造性思維的成果，但對高中學(xué)生來說都是新的陌生的，他們獲得這樣的成果自然需要創(chuàng)新思維能力。

誠然，我們中學(xué)的校園內(nèi)不會出現(xiàn)牛頓、愛因斯坦，但充滿創(chuàng)新氛圍的校園才具有滋潤和培養(yǎng)未來科學(xué)家的沃土。我以為，我們今天努力營造一個個創(chuàng)新的課堂、創(chuàng)新的校園，就是為了有一個創(chuàng)新的明天、創(chuàng)新的未來。這才是我們中學(xué)基礎(chǔ)教育的真正的內(nèi)涵和外延。