光電效應與光量子假說化學說課稿
光電效應與光量子假說化學說課稿
各位老師下午好，我今天說課的題目是光電效應與光量子假說。它是教科版選修3-5 第四章 波粒二象性中的第二節內容。我說課的內容包括以下四個方面：一、教材的地位和作用；二、教學三維目標；三、教學重點難點分析；四、教學過程和教學流程。
首先來說第一個方面的內容：本課內容在舊教材中是放在光的本性一章中的，而新教材卻把它放在了近代物理初步中波粒二象性的章節，並且放在了量子概念誕生之後第二節，這就使它在知識方面，有了兩個作用：首先光電效應使人們認識了光的波動學說並不能全面解釋光的本性，光還具有粒子性，為第三節光的波粒二象性打下了基礎；其次光電效應的解釋應用了量子理論中的能量子概念，是第一節中提出的能量子概念的應用和發展，所以本節課在知識上起到了承上啟下的作用。更重要的是本課還是有著厚重的物理學科文化積澱，是物理學史、科學方法、辯證唯物主義思想、創新意識等人文精神教育的題材。
鑑於教材的以上特點我設計了以下的三維教學目標：
（一）知識與技能：
1、透過觀察實驗總結光電效應的規律；
2、透過對光電效應的解釋瞭解光量子假說，理解光電效應方程．
3、會用光子說解釋光電效應現象．
4、會用光電效應方程解決簡單問題
（二）過程與方法：
1、經歷“探究光電效應規律”的過程，獲得探究活動的體驗。
2、嘗試發現波動理論面對光電效應規律遇到的困難。
4、透過光子假說和光電效應方程的提出，體會假說法在物理學中的作用
3、領略“觀察、實驗──提出假說──實驗驗證──新的假說……”的物理學研究方法。
（三）情感態度價值觀：
1、培養學生勇於創新，實事求是的科學態度
2、體驗探索自然規律的艱辛和喜悅
教學重點和教學難點我是這樣分析的。根據認知理論學生的學習過程就是學生把頭腦中原有的知識結構與新知識相互作用，把新知識融匯到原有知識結構中去的過程。若學生原有認知結構有缺陷就會造成認知障礙。應用到本節課中學生主要存在以下三個難點：首先光電效應現象與學生日常生活相差很遠，學生沒有感官體驗。其次原有知識對學生的干擾，透過前面的學習光是電磁波的結論已經深入人心 ，學生無法接受光是粒子的新概念。最後學生頭腦中原有認知結構沒有相應的概念，不能同化新知識。在用波動說和光子說解釋光電效應時遇到困難，因為學生不知道光和物體是怎麼作用的，逸出功，和最大初動能的概念也是第一次接觸。要想解決以上難點，做好光電效應的實驗是關鍵，再在觀察總結的基礎上透過嚴謹的邏輯推理得出正確結論。本節課的教學重點是光電效應的規律和光電效應方程的應用
現代教學論認為，物理教學不僅具有傳授知識的功能，還有培養能力和發展智力的功能，根據對三維目標和重難點的分析，我設計了以下教學過程：
一、利用光電效應的在物理學發展中的重要作用激發學生學習的熱情
教學中我直接用多媒體打出本節課的課題。然後我用熱情洋溢的語言說了一下這段話：本課學習的光電效應，在量子理論的發展中有著特殊的意義。光電效應及其規律的研究，使人類對物質世界的觀念發生了變革：大自然在微觀層次上是不連續的，即“量子化”的，而不是牛頓物理假設的在一切層次上都是連續的！光電效應的科學之光經眾多物理學家前赴後繼，在物理學史上成為絢麗奪目的`篇章。讓我們翻開這炫目的一頁，沐浴科學的陽光吧！
二、透過光電效應的研究裝置引導學生觀察，總結出光電效應的規律
教材沒有用實驗引出光電效應現象，而是直接給出結論，我想這樣做的目的可以把重點放在光電效應規律的得出上，為了能讓學生透過觀察實驗自己得出結論。老師把實驗分成幾個部分，第一步詳細介紹了實驗器材，並且畫了板畫，這樣就排除了由於不理解實驗器材而對學生的干擾。第二步用紫外線燈和應急燈的可見光分別照射陰極，讓學生觀察實驗現象，再透過分析得出規律:1、任何一種金屬，都存在極限頻率V0，只有當入射光V> V0，才能發生光電效應第三步將高壓電源去掉，用紫外線照射陰極，學生觀察到檢流計中仍有電流透過。說明光電子飛出時具有初動能。教師進一步說明，科學家用不同的光(不同頻率，不同光強)照射同一金屬。發現:光電子的最大初動能與入射光強度無關，只與入射光頻率有關，並且隨入射光頻率的增大而增大。第四步用紫外線照射陰極，讓紫外線連續的、斷續地照射，學生觀察到檢流計指標的偏轉也連續地、斷續地發生，從而總結出光電效應的發生幾乎是瞬時的。第五步把紫外線管靠近陰極，改變紫外線管與陰極的距離，學生觀察檢流計指標偏轉幅度，得出光電流隨入射光強度的增大而增大的規律。
在得出光電效應的四條規律後讓學生再次看書熟悉四條規律，在學生看書的基礎上教師提出幾個問題:(1)某光恰能使鈣發生光電效應，那麼能使課本中表格內哪些金屬發生光電效應?(2)表中哪種金屬最易發生光電效應?(3)為什麼各種金屬的極限頻率不同?以上步驟是為了鞏固學生對光電效應規律的理解。
三、讓學生用波動理論解釋光電效應，體會現有理論不能解釋實驗事實的困惑。
由於學生對光的光的波動理論不甚瞭解，我直接給出光的波動理論對光的能量的描述:(1)能量是連續的；(2)振幅（光強）越大，光能越大，光的能量與頻率無關。在這裡給學生充足的時間，讓他們討論，使學生在討論的過程中互相取長補短，得出對光電效應的正確解釋。最後在學生解釋的基礎上，教師總結出波動說解釋光電效應主要存在的兩大困難，教師用多媒體展示
矛盾
波動理論解釋
實驗事實
之一
光的能量是連續，光強越大能量越大，與光的頻率無關
光電效應是否產生存在極限頻率（波長）而與光強無關，光電子最大初動能也只與入射光頻率成正相關。
之二
弱光對金屬作用足夠長時間，電子吸收足夠能量後可從金屬表面掙脫。
如果入射光小於極限頻率，即使照射時間再長，也不會發上光電效應。若能發生光電效應，即使光很弱，也是瞬間發生的
教師引導:當現有理論不能解釋實驗事實時，科學家們面臨著兩種選擇，一是完善現有理論，使其能夠解釋實驗事實；二是拋棄現有理論，構建新的思想框架。大多數科學家選擇了前者，因為知識的更新比思想的更新要容易得多，但也容易陷入死衚衕。選擇後者的科學家往往是敢於突破，敢於創新的人，他們對科學的貢獻遠遠大於前者。愛因斯坦就是他們的傑出代表（螢幕展示愛因斯坦圖片），1905年，26歲的他在普朗克量子化理論的啟發下，提出了光量子假說，
四、學習光量子假說，並用光電效應方程解釋光電效應現象，體會應用新理論成功解釋實驗現象的喜悅
學生透過看書瞭解光量子假說，老師透過提問光量子假說和波動說的區別，讓學生對光子假說有進一步的瞭解。接下來老師根據光子假說和能量守恆理論推匯出光電效應方程，並介紹每個字母的含義啊，強調光電效應方程研究物件是光電子，所用規律是經典物理的能量守恆。接下來讓學生討論總結，利用光子假說解釋光電效應現象。
五、透過密立根用實驗驗證光電效應方程，體會物理學的；觀察、實驗──提出假說──實驗驗證──新的假說一般研究方法
六、光電效應方程的簡單應用
我沒有用書上的例題，因為書上的例題不僅涉及到光電效應方程而且有電場力做功等問題比較複雜，用在這裡有點喧賓奪主。所以我選用了課後習題，它是對光電效應的直接應用。例題：波長為λ=500nm的藍光照射到逸出功W=1.9eV的金屬表面上，求：（1）光子能量ε（2）光電子最大出動能mv2/2（3）該金屬的截止頻率。
解：（1）ε＝hv=6.63×10-34×3×108/500×10-9J=3.97×10-19J
（2）EK= hv-W=3.97×10-19-1.9×1.6×10-19J =0.93×10-19J
（3）V0=W/h =1.9×1.6×10-19/6.63×10-34=4.5×10-14Hz
七、課堂小結
教師透過提問：到現在為止，光電效應現象圓滿解決，咱們一起回顧一下，你在知識上和方法上都有了哪些收穫？對本節課進行總結：我們不僅有了知識上的收穫：光不僅具有波動性也具有粒子性；光電效應方程是量子理論又一成功應用。我們還學會了科學方法，領略了物理學家立足事實，敢於創新的科學精神。