高二物理 选择性必修三 光电效应 教学设计

1、光电效应教学设计一、教材分析本课题为普通高中物理选择性必修第三册，第四章原子结构和波粒二象性的内容。 课程内容方面，光电效应是量子理论基本概念的入门，同时其研究和发展的过程体现了物理学理论建立从现象到实验到正确结论的辩证之路，从物理思想上可以给学生以启发，培养核心素养。 二、教学目标分析1、了解光电效应研究史实了解光子的概念，了解并识别光电效应现象 2、能表述光电效应现象的规律，会用光子说解释光电效应现象的规律3、理解光电效应方程的各个物理量的含义及其对光电效应的解释4、了解康普顿效应的实验现象和理论5、了解光的波粒二象性三、教学设计1、实验历史、背静及意义。赫兹在无意中发现了有光照射更容易产

2、生点火花的物理历史，使学生了解光电效应这一现象的发现过程，并通过该发现过程让学生感受到科学中的“意外”的发现总是留给有细致观察的科学家的。2、光电效应的实验现象先介绍光电管的结构，让学生理解在电路图中，光电管的断开的，电路中没有电流。在通过播放实验录像，观察实验。注意观察：（1）一开始电路中是否有电流？（2）有光照后是否有电流？（3）光照的强弱与电流的大小是否有关？通过实验，让学生先对光电效应的实验现象建立概念，再寻找光电效应产生的原因和影响因素。3、总结光电效应的特点 （1）先介绍更具体的研究光电效应的实验电路图。在该电路中存在正向电压和反向电压。通过分析光电子在电场中的受力，明白正向和反向

3、电压对电子的作用。（2）特征1：存在截止频率。即发生光电效应与否，与光的强弱没有关系，只与光的频率有关。并且解释，通过经典物理学理论，是无法解释这一现象的。这里注意解释各种颜色光和频率的大小，解释基本的可见光，红外光和紫外光的频率的大小关系，为后面的习题做好理论准备。（3）特征2：存在饱和光电流。即随着正向电压的提升，电流会显著增大，但是正向电压增加到某一值后，就不会增加电流了。并且解释，通过经典物理学理论，可以解释这一现象。（4）特征3：存在遏止电压。随着反向电压的提升，电流会显著减少，这一现象学生是可以分析出来的，当电压增加到某一定值后，电流减到零，学生也可以解释。但是当光强提升后，这一遏

4、止电压的取值不会发生变化，这一现象，经典物理学理论是无法解释的。（5）特征5：光电效应的瞬时性。向学生阐述光电效应是瞬间发生的。而经典理论中，光照的强度越强，光的能量越大，那么不能发生光电效应的情况中，增加光照时间，就应该能使光电子逸出。这与瞬时性的实验箱箱也是不匹配的。通过光电效应的几个特征，让学生体会，需要新的理论来解释这一新的实验现象。4、爱因斯坦的光电效应方程Ek Ek = h - W理解公式中的每个物理量的含义。让学生应用光电效应方程，重新回到光电效应的四个典型特征中，一一解释该现象的原因，从而加深光电效应的理解。5、习题通过6个习题，分别强化了截止频率，遏止电压，饱和光电流的物理概念，同时加深了爱因斯坦光电效应方程的定量计算和理解。6、康普顿效应 光电效应显然凸显了光的粒子性的一个方面，而康普顿成功地应用了光子的模型解释了X射线对石墨的照射后出现了波长增加的部分这一实验现象。同时将能量和动量的物理概念应用到了光子上，让人们对光子有了更深入的认识。7、光的波粒二象性这节课主要讲述的光电效应和介绍的康普顿效应都揭示了光的粒子性，这与以前建立的麦克斯韦电磁理论结合，只有基于波动性和粒子性的假说才能统一的描述光的各种现象，这也是量子理论逐渐建立的过程。