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视频课题：新人教版高中物理选修三 17.2光的粒子性《光电效应》黑龙江省优课
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新人教版高中物理选修三 17.2 光的粒子性《光电效应》黑龙江省优课
第二节 光的粒子性
——《光电效应》教学设计
一、教材分析：
高中物理设置《光电效应》这一节，主要目的不是让学生获知或者认识光电效应这一现象，而是让学生体验——解释物理现象的过程中推动了物理学理论的发展，而且理论发展的关键是观念的更新——自然学科的发展规律。本节学习的开始点是了解光电效应这一现象及其特定实验中的实验规律；问题的归宿是新旧观念对光电效应的解释矛盾对比，从而进一步论证新观念的广泛性。 二、课标解读：
本节知识是高考命题的重点和热点，光电效应方程及应用命题频度较高，一般以选择题的形式考查，难度中等，但是这部分知识又是那么抽象和生涩难懂。 三、教学目标：
1、通过实验了解光电效应及其实验规律，感受以实验为基础的科学研究方法。 2、知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，会用光电效应方程解决一些简单的问题，感受科学家在面对科学疑难时的创新精神。 四、教学重点：
光电效应的实验规律。 五、教学难点：
爱因斯坦光电效应方程。 六、学情分析：
高二学生已经学完必修1、2和选修3-1、3-2的内容，已具备分压电路、电流的定义式、静电力做功、光的强度等知识。但是所任教的B班同学基础差和学习习惯不规范。 七、教学策略：
在教学中我采用了自主学习、合作探究、小组讨论、导学案和积分制教学，动画引入形象生动，增强学生探索新知的兴趣，变被动学习为主动索取。充分利用身边资源，大胆尝试，将计算机引入课堂，每组配备两个笔记本电脑。让学生真正参与课堂活动，使每个同学都能认真的进行实验研究，认真讨论分析实验结论。导学案中问题的设置采用递进式设计，有利于学生对本节内容的理解，以提高课堂的教学效率。
高中教师基本技能竞赛 物理选修3-5第十七章
八、教学过程：
一、实验导入，激发兴趣。
实验器材：验电器、锌板和紫外线灯。（验电器和锌板用导线相连） 说明：验电器的作用，检验锌板是否带电。
提问：请同学们注意观察，在紫光灯打开前后，验电器指针有什么变化？这一现象说明了什么问题？
实验现象：验电器指针张开了。
说明：经过紫外线灯的照射，锌板带电了。 提问：怎样检验锌板带什么电？
学生回答：用丝绸摩擦过的玻璃棒接触验电器的金属小球，结果张角变大了，说明锌板带正点。（在紫外线的照射下，锌板因失电子而带正电） 导入：这一现象叫光电效应。
光是什么？——电磁波。光的波动理论似乎已经完美，但是光电效应现象的发现使光的波动理论遇到了困难，光的粒子性又被重新提出。
什么叫光电效应？它有怎样的实验规律？同学们想知道吗？带着这些问题开始我们今天的学习。
教师：首先总结导学案的完成情况。 二、总结情况，积分评价。
1、优点：各组同学都能保质保量完成导学案的预习案。表现突出的是，提出表扬。给各组加分，已交给课代表王子艾同学，同时她也是今天的积分记录员，最终核算出今天的优胜小组。
2、缺点：有些同学的书写还不够规范，多向马思佳同学请教。
3、存在的共性问题：对光电效应的实验现象存在疑虑，对光电效应方程不理解。 这节课我们来解决这些问题。 三、新课教学，疑难点拨。 教师：明确学生已掌握的知识点。
学生：1、光电效应：光照射到金属表面时，使电子从金属表面逸出的现象。
2、光电子：在光电效应中逸出的电子。光电子的本质还是电子，带负电。 3、光电效应的本质：光现象转化为电现象。 4、光电流：光电子的定向移动形成光电流。
教师：实验模拟，学生分组，光电效应的实验规律。
高中教师基本技能竞赛 物理选修3-5第十七章
板书：光电效应的实验规律
教师：1、介绍光电管的构成：玻璃管，内部真空，密封两个电极：阴极K和阳极A，石英窗口，光可以从窗口射入，照到阴极K上，发生光电效应。
2、实验原理：课件展示实物连接图，板书实验电路图（分压电路）
光从石英窗口射入，照到阴极K上，发生光电效应。光电子从阴极K 定向移动到阳极A，形成光电流，与光电管串联的电流表有示数。电压表测光电管的电压，光电管与滑动变阻器的左端并联，滑片右移，电压增大。反之，减小。
3、注意事项：认真观察实验现象并记录，小组成员间讨论实验结论。 4、实验方法：采用我们所熟悉的控制变量法，看那组完成的又快又好。
学生：实验进行时、、、、、、 教师：跟进指导。
学生展示成果，教师适当引导并点拨。
1、光电效应的发生与入射光的频率有关，当入射光的频率减小到某一值时，不发生光电效应。我们把这一值叫做极限频率，也叫截止频率。不同金属的极限频率不同。（教师补充） 光电效应的发生与入射光的强度无关，当入射光的频率小于极限频率时，即时入射光再强也不会发生光电效应。
2、当光电效应发生时，保持入射光的频率和强度不变，将滑动变阻器的滑片P从A移到B的过程中，光电管两端的电压一直曾，但光电流先一直曾，到某一值时，再增大电压，电流也不变了。我们把这一值叫做饱和电流。而且入射光越强，饱和电流越大，与入射光的频率无关。
因为光电子的运动是向着各个方向的，不加电压时，只有一部分的光电子定向移动到了阳极，形成微弱的光电流。加电压后，在加速电场的电场力作用下有更多的光电子能够到达阳极，光电流增大。但当电压增大到某一值时，单位时间逸出的光电子全部都移动到了阳极，光电流达到最大，即使再增大电压，也没有更多的光电子了，所以光电流不在增大。
3、光电流不为零。这一现象说明从金属中逸出的光电子具有一定的初速度。有光电子定向移动到阳极形成光电流。
若加反向电压，光电子在电场力的阻碍作用下做减速运动，能够到达阳极的光电子数减少，光电流减弱。随着所加反向电压的增大，光电流进一步减弱，直至为零。使光电流减小到零的反向电压叫做遏止电压。
满足：eUc=1/2mvc2 其中vc是光电子的最大初速度。
4、光电效应具有瞬时性。当入射光的频率超过极限频率时，无论入射光怎样微弱，几乎
高中教师基本技能竞赛 物理选修3-5第十七章
在照到金属时立刻产生光电流。精确测量表明产生光电流的时间不超过10-9s，即光电效应是瞬时发生的。
教师：电子要想从金属中挣脱出来，必须克服金属表面层对它的阻碍做功。使电子脱离某种金属所做功的最小值，叫做这种金属的逸出功。所以电子从金属中逸出具有的动能不同，只有金属表层的电子逸出时，只需克服逸出功，所以获得最大初动能。不同金属的逸出功不同。 课件展示：
当光照射到金属表面时，若电子吸收能量超出逸出功，电子就从表面逸出，这就是光电子。光越强，逸出的光电子越多，光电流越强。这一结论与实验相符。
但是，按照经典的电磁理论，还应得出如下结论：（1）光越强，光电子的初动能应该越大，所以遏止电压应与入射光的强弱有关；（2）不管光的频率如何，只要光足够强，电子都可以获得足够的能量从而逸出金属表面，不应存在截止频率；（3）如果光很弱，按照经典电磁学估算，电子需要几分钟或十几分钟的时间才能获得逸出表面所需的能量，这个时间远远超过10-9s。这些结论与实验结果相矛盾。此外，对于遏止电压与光的频率的关系，经典电磁学更是无法解释。
众多的疑难呼唤着新的观念，新的思想，新的理论。 这时，一位伟大的物理学家出现了，谁？ 课件展示：照片
教师：爱因斯坦收到普朗克能量子假说的启发：他认为，光不仅在发射和吸收时能量是一分一分的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成的，频率为v的光的能量子为hv，h是普朗克常量。这些能量子后来成为光子。这就是爱因斯坦的光子说。按照爱因斯坦光子说理论，光是有一个一个独立的光子组成的。 板书：爱因斯坦光电效应方程：Ek= hv- W0
在光电效应中，金属中的电子吸收一个光子的获得的能量是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初动能Ek，即，hv=Ek+ W0
或Ek= hv- W0（其中Ek为光电子的最大初动能），这就是著名的爱因斯坦光电效应方程。
爱因斯坦方程表明，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，而与光的强弱无关。只有当hv> W0时，才有光电子逸出。vc= W0/h就是光电效应的截止频率。
板书：Ek-v图象，说明光电子的最大初动能Ek与入射光的频率v有关，与光强无关。
电子一次性吸收一个光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流几乎是瞬时产生的。
对于同频率的光，光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子数较多，因
高中教师基本技能竞赛 物理选修3-5第十七章
而饱和光电流较大。
板书：Uc-v图象，说明遏止电压Uc与入射光的频率v有关，与光强无关。
教师：爱因斯坦的理论完美地解释了光电效应的实验规律。但是在当时并没有得到物理学家们的承认，甚至被说成是在思辨中迷失目标的冒昧的假设。美国物理学家密立根从1907年起，经过十年的实验，与他自己的预料相反，成为了爱因斯坦方程正确的直接实验证据。爱因斯坦的理论最终得到认可，获得了1921年的诺贝尔物理学奖。光电效应显示了光的粒子性。 九、课堂小结：
这节课我们主要是通过实验探究得到光电效应的规律，并用新的理论爱因斯坦光电效应方程对光电效应的实验规律进行了完美地解释。 十、板书设计：
第二节 光的粒子性 ——光电效应
一、实验规律
1、存在截止频率：当入射光的频率小于截止频率时，光电效应不发生；与入射光的强度无关。 2、存在饱和电流：饱和电流与光强有关，与频率无关
3、存在遏止电压： 4、光电效应的发生具有瞬时性，不超过10-9
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二、爱因斯坦光电效应方程
十一、巩固练习： 1、即时检测：
对光电效应的理解正确的是（ ）
A、金属锌的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属
B、在光电效应中，一个电子只能吸收一个光子
C、如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应
D、发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大 E、由于不同金属的逸出功不同，因此使不同金属产生光电效应，入射光的最低频率也不同
221c
ecvmeU
高中教师基本技能竞赛 物理选修3-5第十七章
2、高考点击：
在某次光电效应实验中，得到的遏止电压U0与入射光的频率的关系如图所示。若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，下列说法正确的是（ ）
A、普朗克常量可表示为ek B、普朗克常量可表示为k C、所用材料的逸出功可表示为-eb D、所用材料的逸出功可表示为-e/b 3、课后练习：
完成练习册中89页1-6题。 4、课后作业：
自主探究《康普顿效应》导学案中的预习案。 后附《光电效应》导学案
齐市一中物理选修3-5第十七章第二节光的粒子性第一课时
《光电效应》教学反思
高中物理设置《光电效应》这一节，主要目的不是让学生获知或者认识光电效应这一现象，而是让学生体验——解释物理现象的过程中推动了物理学理论的发展，而且理论发展的关键是观念的更新——自然学科的发展规律。本节学习的开始点是了解光电效应这一现象及其特定实验中的实验规律；问题的归宿是新旧观念对光电效应的解释矛盾对比，从而进一步论证新观念的广泛性。本节知识是高考命题的重点和热点，光电效应方程及应用命题频度较高，一般以选择题的形式考查，难度中等，但是这部分知识又是那么抽象和生涩难懂。所以在教学中我采用了导学案和积分制教学，以提高课堂的教学效率。
本节课反思如下：
一、优点：
1、课件使用恰到好处，使本来晦涩难懂的理论知识变得栩栩如生，实为点睛之笔。动画引入形象生动，增强学生探索新知的兴趣，变被动学习为主动索取，有利于学生理解光电效应的本质。
2、充分利用身边资源，大胆尝试，将计算机引入课堂，每组配备两个笔记本电脑。学生真正参与了课堂活动，每个同学都能认真的进行实验研究，认真讨论分析实验结论。学生活动充分、讨论热烈，确实在探究，毫无矫揉造作之感，同时也增强了学生的团队合作意识。
3、教师实时给予了学生充分的评价“分析的很好”、“能发现问题”等等。
4、教材处理得当，脉络清晰，层次分明，详略得当，整堂课设计严谨，重难点突出，尤其是难点的突破，即用爱因斯坦光电效应方程解释最大初动能的设计尤为突出。
5、导学案中问题的设置采用递进式设计，有利于学生对本节内容的理解，课堂效率高。
6、教师的教态和蔼，亲切自然，语言清晰明快，具有很强的引导性，层层递进。
详细得当地记录下来，供以后教学时参考使用，并可在此基础上不断地改进、完善、推陈出新，达到光辉顶点。
二、缺点：
即使是成功的课堂教学也难免有疏漏失误之处，对它们进行系统的回顾、梳理，并对其作深刻的反思、探究和剖析，使之成为今后再教学上吸取教训，更上一层楼。
1、教师在教学过程中的语言还有进一步简练简化和提升的空间，个别时有重复学生的语言。
2、教师没能关注到小组的每一个成员，个别同学的优势方面没给表现的机会，没给提供发挥的舞台。在今后的教学中应该多多注意和多下功夫。
这样可以做到扬长避短、精益求精，把自己的教学水平提高到一个新的境界和高度。
思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。
齐市一中物理选修3-5第十七章第二节光的粒子性第一课时
《光电效应》导学案
班级： 小组： 姓名：
学习目标：
1、通过实验了解光电效应及其实验规律，感受以实验为基础的科学研究方法。
2、知道爱因斯坦光电效应方程及其意义，会用光电效应方程解决一些简单的问题，感受科学家在面对科学疑难时的创新精神。
学习重点：
光电效应的实验规律。
学习难点：
爱因斯坦光电效应方程。
学习方法：
自主学习、合作探究、小组讨论
知识链接：
分压电路、电流的定义式、静电力做功、光的强度等知识。
《光电效应》预习案
自主探究：课前通过阅读教材30-33页内容和上网查阅相关资料完成。
的关系如图所示。若该直线的斜率和截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，下列说法正确的是（ ）视频来源：优质课网 www.youzhik.com
