高中物理_光电效应教学设计学情分析教材分析课后反思.pdfVIP

【教学设计】光电效应_物理_高中_

1、引入：幻灯片展示光电效应的三个诺贝尔物理学奖项。（得主照片与简介）

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，爱因斯坦提出光子说从理论上成功解决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验证了爱因斯坦理论，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奖前赴后继，三十年努力求

索，在物理学史上成为绚丽夺目的篇章……（通过展示光电效应的三个物理学奖项引起

学生对光电效应一探究竟的学习动机）(2’)

2、视频演示实验：

X光照射锌板演示光电效应现象。观察现象，通过阶梯形、逻辑性提问引发思考。提问

如下：

①：这个是什么仪器？（指着验电器问）

②：这个仪器有什么用？

③：现在验电器金属箔张开说明了什么？

④：那么验电器为什么带电呢？

与之前弧光灯不照射金属箔不张开对比，引导学生分析出正是因为弧光灯的照射，

锌板发射出电子自身带上了正电。（此处可设问这种现象与静电感应有何区别？）

引导学生用自己的话描述光电效应现象，从而引出光电效应概念：物体在光的照射下发射

电子的现象叫光电效应，发射出来的电子叫光电子。（学生将了解并可以识别光电效应）

光电效应是一个奇特的现象，有很多科学家对这个现象进行了研究，包括上面三位诺贝尔物

理学奖得主，那么，如果是你，你会怎么去探究光电效应的规律呢？(5’)

提问：我们从初中开始以及高中三年学过的实验探究的方法有哪些？（控制变量法，对

比试验，转化法等）

引导学生分析，要探究光电效应，首先需要让光电效应再生，也就是需要光电效应的发

生装置（比如上述弧光灯照射锌板就是一个发生装置，但要定量探究还须改进）——光电

效应现象看不到摸不着，必须转化为可测量的量去研究它(转化法)——光电效应既然有电

子发射出来，那么可以从电子的角度去研究，与电子有关的量有什么呢，比如电流，如果要

研究电流，就必须要有一个电路。好了，这是我们的推断，那么接下来我们去看看由于对光

电效应卓有成效地研究而获得诺贝尔物理学奖的勒纳德是怎么样探究的。（直接原因分析法）

3、勒纳德实验探究光电效应规律。

幻灯片展示勒纳德研究光电效应规律的实验装置：（书上的实验电路图就是这个的简化）

针对实验电路图，简单介绍实验仪器：

光电管——产生光电效应现象

装置其余部分——定量测定由于光电效应产生的电流（与我们刚才的推断是一样的，学

生会由于与物理学家的历史共鸣获得一种喜悦感）

并进行如下提问：

①此电路图采用何种接法？（分压法）

②分压法有什么优点？（可以控制用电器两端电压从零开始变化，电压调节范围大）

（这里回顾选修3-1恒定电流的知识，引导学生明白物理知识间的联系与物理探究

所需的知识储备）

提问：

①不同颜色的光，即不同频率的光照射灵敏电流计的示数是否会变化呢？

②有的话要用到哪种探究方法？（控制变量法）

③在这个装置中加在光电管两端的电压是否会影响灵敏电流计的示数呢？

4视频展示实验操作及其实验现象

实验操作（1）：

用一定的频率和强度的单色光照射阴极K，滑动变阻器从最左端慢慢向右滑动（即从零

开始改变加在A和K两极间的电压U），测量光电流I的变化并记录数据。

实验现象①：随着电压的增大光电流也增大，但是电压增大到一定值的时候，光电流达

到一个最大值。根据这个实验现象，引导学生画出光电管的伏安特性曲线。如图2（横

轴为虚线是因为曲线是否过原点还未确定）

图2

实验现象②：滑动变阻器触点在最左端，即U=0时，光电流并不为0，而且还是同向偏转。

引导学生根据此现象修正图2得到图3（这里故意将这两个实验现象分开展示，是因为学生

总是先注意到曲线的趋势再关心曲线的一些特殊点，也起到对于曲线是否过原点的强调作

用）：

图3

根据实验现象提问，引导学生进行分析与解释：

①为什么U=0的时候光电流并不为0？

引导学生分析原因，电流形成的原因是电荷的定向移动（这里是光