光电效应光子的学习教学设计.doc

光 效 光子教学 光 效 光子教学 浙江宁波效 中学 林沈晨【教材】全日制 普通高 中学教科 ·物理第三册必修加 修第二十二章第一 。 【教学 】一 。 【教学目 】 1 知 与技能 ●了解并 光 效 象。 ●能表述光 效 象的 律。 ●了解光子的概念 ,会用光子 解 光 效 象的 律。 ●理解光 效 方程。 ●粗略了解光 效 研究史 。 2 程与方法 ● 察赫 中的放 象 ,体 的 程。 ● 探究光 效 律的 程 , 得探究活 的体 。 ● 波 理 面 光 效 律遇到的困 。 ● 略 察、 ──提出假 ── ──新的假 ??的物理学研究 方法。 3 情感 度与价 ●体 探究自然 律的 辛与喜悦。 ●陶冶崇尚科学、仰慕科学家 ,欣 物理学的奇妙与和 的情愫。 ●学 科学家敢于 持真理、勇于 新和 事求是的科学 度和科学 精神 ,培养判断有关信息是否科学的意 。 【教学用具】 1 装置赫 装置 ;光 效 象演示装置。 多媒体课件 ;资料文字 ;赫兹实验装置示意动画 ;研究光电效应实验示 意动画 ;光电效应的波动说描述与光子说描述动画;密立根证实光电方程实 验示意动画 ;普朗克、爱因斯坦、密立根资料图片动画;【设计理念】本课 教材蕴含着十分丰富的教学内容在知识方面 ,本课作为后牛顿物理两大支柱之一 ──量子理论的入门 ,涉及量子物理最基础的内容 ,同时 ,还有着厚重的物理学科文化积淀 ,有物理学史、 科学方法、 辩证唯物主义思想、 创新意识 等人文精神教育的题材。 教材在知识陈述上较为浅显直接 ,而关于这些知识的背景 ,则是相当丰 满、承赋人文 ,为实施科学的人文教育价值提供了很大的空间。 基于教材特点 ,本教案设计以人为本 ,突出从赫兹发现光电效应 ,勒纳德研究光电效应规律 ,爱因斯坦提出光子说解释光电效应规律 ,到密立根实验验证光电效应方程 ,物理学家们上下求索三十年的历程 ,在让学生学到量子 论基础知识与基本技能、 发展微观思维方法的同时 ,获得物理课程文化的浸 润与陶冶 ,体现物理教育在个性品质、 好奇求知、质疑创新、科学美及责任 心等方面的价值导向。 本课总体设计思想是课堂教学以光电效应三十年精彩历程为线索 ,通 过充分展示围绕光电效应所发生的发现现象、研究规律、提出假说、实验 验证这样一个科学发现过程 ,在科学过程展示中推出学科知识 ,渗透科学思 想方法 ,借助多媒体课件播放、实验装置重现现象及教师解说 ,着力于撼动 青年学生崇尚科学的情感 ,弘扬深厚的物理课程文化。 【教学过程】 全课以下列四个标题作引导 ,按历史的发展顺序展开教学 活动。 动画显示课题后 ,教师引入主题引入本课要学习的光电效应 ,在量子理 论的发展中有着特殊的意义。 人类对光的本性的认识 ,到麦克斯韦提出光是一种电磁波 ,光的波动说 似乎已完美无缺了。 然而 ,就是在证实电磁波存在的过程中 ,人们发现了光具有粒子性的重 大事实 ,这就是光电效应现象。 光电效应及其规律的研究 ,使人类对物质世界的观念发生了变革大自 然在微观层次上是不连续的 ,即量子化的 ,而不是牛顿物理假设的在一切层 次上都是连续的 ! 光电效应最先由赫兹发现 ,他的学生勒纳德对光电效应的 研究卓有成效并获 1905 年诺贝尔物理学奖 ,爱因斯坦提出光子论从理论上 成功解决了光电效应面临的难题并因此获 1921 年诺贝尔物理学奖 ,美国物 理学家密立根通过精确实验证实了爱因斯坦的理论 ,并获 1923 年诺贝尔物 理学奖。 光电效应的科学之光经众多物理学家前赴后继 ,三十年努力求索 ,在物 理学史上成为绚丽夺目的篇章。 让我们翻开这炫目的一页 ,沐浴科学的阳光吧 !屏幕切换显示四个标题 一、赫兹意外发现光电效应介绍赫兹实验动画显示赫兹实验示意图如图 1 所示。 1885 年 ,赫兹用如图 1 所示的装置来证实电磁波的存在电磁波发生器 是在两根铜棒上各焊接一个磨光的黄铜球 ,另一端各连接一块正方形锌板 , 它们共轴放置 ,两球间留有一空隙 ,它们相当于一个电容器 ,与感应圈连接 , 构成了电路 ,感应圈使两黄铜球聚集大量电荷 ,从而在空隙间产生电火花 ,形 成高频振荡电流 ,辐射高频电磁波。 与这个回路相距一定距离有电磁波接收器 ,是用一根粗铜导线弯成一 开口的圆环 ,开口端各焊一黄铜球 ,之间有可作微调的空隙 ,这个接收器实际 上也是一个电路。 调节间隙改变接收电路的固有频率可与发射过来的电磁波产生共振 , 从而在接收器的空隙间观察到电火花。 演示赫兹电火花实验实验装置如图 2 所示实景数码照片介绍赫兹的发 现并演示利用电火花实验装置 ,赫兹测量了电磁波速、 进行了研究电磁波的 反射、聚