高三物理 第二十一章 电子论初步 一、光电效应、光子(第一课时)

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1、第一节光电效应光子●本节教材分析相对于以前的教材来看，这套教材对光电效应的三项结果不再是放在并列的位置，也没有列为1、2、3特别明确地、突出地放在一起，而是突出了其中极限频率的存在和光的经典电磁说的矛盾.光电效应的瞬时性及其解释只需让学生知道就可以了.光电子的最大初动能与极限频率的关系在教材里不再被提到，但从后面设置的练习来看，课堂上还是要讲清逸出功W=hν0（ν0为极限频率）的概念.光子的概念是物理学中一个十分重要的概念.新教材在本节标题中加入“光子”，说明对这个概念的教学要给予充分的重视.要注意避免学生望文主义地把光子想

2、象成弹性小球、实物粒子的形状.注意突出光的能量进行是一份一份的.它并没有特定的形状.比如圆的方的.每一份能量叫做一个光量子.简称光子.要利用好书后的阅读材料《热辐射和普朗克的量子说》帮助学生理解量子化概念.做好光电效应现象实验，能够给学生一个感性认识，为了改善实验效果，可以使验电器带负电，指针张开.光照后锌板失去电子，指针张角变小.爱因斯坦光电效应方程是本节的一个重点，应该引导学生通过对方程的理解和运用加深对光子概念和光电效应规律的认识.●教学目标一、知识目标1.理解光电效应中极限频率的概念及其与光的电磁理论的矛盾.2.知道

3、光电效应的瞬时性及其与光的电磁理论的矛盾.3.理解光子说及其对光电效应的解释.4.理解爱因斯坦光电效应方程并会用来解决简单问题.二、能力目标1.培养学生分析实验现象、推理和判断的能力，如从原来带负电的验电器在锌板被照射后指针张角变小推理出锌板失去电子的事实.2.对光子概念、光电效应过程能建立正确的物理图景.三、德育目标了解科学理论的建立必须用实践来检验.渗透科学研究方法的教育.●教学重点1.光电效应中的极限频率的概念及其与光的电磁理论的矛盾.2.光子说及其对光电效应的解释.3.爱因斯坦光电效应方程及应用.●教学难点1.对光强

4、度的理解.2.极限频率的理解.3.光电子的最大初动能与入射光的强度无关.●教学方法对光电效应现象的教学采取实验观察、独立分析实验结果、引导得出正确结论的方法.对光子说及其对光电效应的解释教学采取学生阅读、教师归纳，达成共识，建立图景的方法.对光电效应结果与经典电磁理论的矛盾采取先质疑，再介绍科学实验的结论，提出要尊重实验事实，避免按自己的生活经验去进行错误的思维的步步引导，层层推进法.对光电效应方程的教学要从物理图景和公式理解两个方面展开：（1）同一金属中的不同电子接受相同的光子能量从金属中逸出所需克服阻力做功不一定相同，比

5、如金属表面上的电子直接从表面飞出所需克服电场力做功较少.（2）使电子脱离某种金属所做功的最小值对应图景——电子恰能离开金属，初动能为零.所吸收光子能量全部用来克服原子核的吸引而做功.即hν0=W,其中ν0即为这种金属的极限频率.（3）若入射光的频率ν＞ν0则对从金属中脱离做功最少的电子来说，它将剩余最多的动能.根据能量守恒观点，它的动能Ek=hν-W.●教学用具锌板、验电器、紫外线灯、毛皮、橡胶棒、白炽灯.●课时安排1课时●教学过程一、引入新课通过前一章的学习我们已知道光具有波动性，光波就是电磁波.以惠更斯为代表的“光的波动

6、说”一派似乎取得全胜，但出人意料的是，就在这时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象.对这一现象及其他相关问题的研究，使得量子物理飞速地发展起来.在这一章，我们将学习量子论初步.今天学习的内容是光电效应光子.（板书标题）二、新课教学（一）演示实验——光电效应现象1.教师取出验电器、锌板、紫外线灯、毛皮、橡胶棒，并逐一给学生介绍.2.将验电器和锌板用导线连接，紫外线灯与电源连接.3.用毛皮摩擦橡胶棒.［教师］用毛皮摩擦过的橡胶棒带什么电？［学生］负电.4.将橡胶棒与验电器的金属球接触，指针张开.［教师］现在验电器

7、和锌板带什么电？［学生］负电5.打开紫外线灯照射锌板，验电器指针张角变小.［教师］张角变小说明验电器带的负电比原来…［学生］少了.［教师］这说明光照射锌板时使锌板失去了…［学生］电子.6.归纳光电效应现象——在光的照射下物体发射电子的现象叫光电效应现象，发射出来的电子叫光电子.（二）电子为什么能发射出来［教师］电子是受到带正电的原子核的束缚的，它怎么会跑出来了呢？物理学家们认为，这很好解释.因为光是电磁波，当光照射金属时，金属里的自由电子会由于变化着的电场的作用而振动.只要光足够强.电子的振动就会加剧到使它能挣脱原子核的束缚

8、而逃出来.如果从能量的角度看，我们也可以认为是光把能量给了电子.电子只要获得足够多的能量就可以跑出来.（三）发现了极限频率［教师］按照上面的解释，无论什么光，只要足够强，或照射时间足够长，都应能从金属中发射电子.但奇怪的事情发生了.请看,我刚才做实验时是用紫外线灯照射锌板，现在我改用白炽灯