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(jié)內(nèi)容。我說課的內(nèi)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(nèi)容：本課內(nèi)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(jié)，并且放在了量子概念誕生之后第二節(jié)，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并不能全面解釋光的本性，光還具有粒子性，為第三節(jié)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(jié)中提出的能量子概念的應用和發(fā)展，所以本節(jié)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淀，是物理學史、科學方法、辯證唯物主義思想、創(chuàng)新意識等人文精神教育的題材。
鑒于教材的以上特點我設計了以下的三維教學目標：
�。ㄒ唬┲R與技能：
1、通過觀察實驗總結(jié)光電效應的規(guī)律；
2、通過對光電效應的解釋了解光量子假說，理解光電效應方程．
3、會用光子說解釋光電效應現(xiàn)象．
4、會用光電效應方程解決簡單問題
�。ǘ┻^程與方法：
1、經(jīng)歷“探究光電效應規(guī)律”的過程，獲得探究活動的體驗。
2、嘗試發(fā)現(xiàn)波動理論面對光電效應規(guī)律遇到的困難。
4、通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(lǐng)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。
�。ㄈ┣楦袘B(tài)度價值觀：
1、培養(yǎng)學生勇于創(chuàng)新，實事求是的科學態(tài)度
2、體驗探索自然規(guī)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(jù)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(jié)構(gòu)與新知識相互作用，把新知識融匯到原有知識結(jié)構(gòu)中去的過程。若學生原有認知結(jié)構(gòu)有缺陷就會造成認知障礙。應用到本節(jié)課中學生主要存在以下三個難點：首先光電效應現(xiàn)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，通過前面的學習光是電磁波的結(jié)論已經(jīng)深入人心 ，學生無法接受光是粒子的新概念。最后學生頭腦中原有認知結(jié)構(gòu)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么作用的，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(guān)鍵，再在觀察總結(jié)的基礎上通過嚴謹?shù)倪壿嬐评淼贸稣_結(jié)論。本節(jié)課的教學重點是光電效應的規(guī)律和光電效應方程的應用
現(xiàn)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(yǎng)能力和發(fā)展智力的功能，根據(jù)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(fā)展中的重要作用激發(fā)學生學習的熱情
教學中我直接用多媒體打出本節(jié)課的課題。然后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(fā)展中有著特殊的意義。光電效應及其規(guī)律的研究，使人類對物質(zhì)世界的觀念發(fā)生了變革：大自然在微觀層次上是不連續(xù)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(xù)的！光電效應的科學之光經(jīng)眾多物理學家前赴后繼，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、通過光電效應的研究裝置引導學生觀察，總結(jié)出光電效應的規(guī)律
教材沒有用實驗引出光電效應現(xiàn)象，而是直接給出結(jié)論，我想這樣做的目的可以把重點放在光電效應規(guī)律的得出上，為了能讓學生通過觀察實驗自己得出結(jié)論。老師把實驗分成幾個部分，第一步詳細介紹了實驗器材，并且畫了板畫，這樣就排除了由于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(xiàn)象，再通過分析得出規(guī)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(fā)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通過。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(fā)現(xiàn):光電子的最大初動能與入射光強度無關(guān)，只與入射光頻率有關(guān)，并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(xù)的、斷續(xù)地照射，學生觀察到檢流計指針的偏轉(zhuǎn)也連續(xù)地、斷續(xù)地發(fā)生，從而總結(jié)出光電效應的發(fā)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，學生觀察檢流計指針偏轉(zhuǎn)幅度，得出光電流隨入射光強度的增大而增大的規(guī)律。
在得出光電效應的四條規(guī)律后讓學生再次看書熟悉四條規(guī)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(fā)生光電效應，那么能使課本中表格內(nèi)哪些金屬發(fā)生光電效應?(2)表中哪種金屬最易發(fā)生光電效應?(3)為什么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(guī)律的理解。
三、讓學生用波動理論解釋光電效應，體會現(xiàn)有理論不能解釋實驗事實的困惑。
由于學生對光的光的波動理論不甚了解，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(xù)的；(2)振幅（光強）越大，光能越大，光的能量與頻率無關(guān)。在這里給學生充足的時間，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。最后在學生解釋的基礎上，教師總結(jié)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(xù)，光強越大能量越大，與光的頻率無關(guān)
光電效應是否產(chǎn)生存在極限頻率（波長）而與光強無關(guān)，光電子最大初動能也只與入射光頻率成正相關(guān)。
之二
弱光對金屬作用足夠長時間，電子吸收足夠能量后可從金屬表面掙脫。
如果入射光小于極限頻率，即使照射時間再長，也不會發(fā)上光電效應。若能發(fā)生光電效應，即使光很弱，也是瞬間發(fā)生的
教師引導:當現(xiàn)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(xiàn)有理論，使其能夠解釋實驗事實；二是拋棄現(xiàn)有理論，構(gòu)建新的思想框架。大多數(shù)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，但也容易陷入死胡同。選擇后者的科學家往往是敢于突破，敢于創(chuàng)新的人，他們對科學的貢獻遠遠大于前者。愛因斯坦就是他們的杰出代表（屏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(fā)下，提出了光量子假說，
四、學習光量子假說，并用光電效應方程解釋光電效應現(xiàn)象，體會應用新理論成功解釋實驗現(xiàn)象的喜悅
學生通過看書了解光量子假說，老師通過提問光量子假說和波動說的區(qū)別，讓學生對光子假說有進一步的了解。接下來老師根據(jù)光子假說和能量守恒理論推導出光電效應方程，并介紹每個字母的含義啊，強調(diào)光電效應方程研究對象是光電子，所用規(guī)律是經(jīng)典物理的能量守恒。接下來讓學生討論總結(jié)，利用光子假說解釋光電效應現(xiàn)象。
五、通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復雜，用在這里有點喧賓奪主。所以我選用了課后習題，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(jié)
教師通過提問：到現(xiàn)在為止，光電效應現(xiàn)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獲？對本節(jié)課進行總結(jié)：我們不僅有了知識上的收獲：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(lǐng)略了物理學家立足事實，敢于創(chuàng)新的科學精神。
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