《光电效应方程及其意义》教学设计 本节由光电效应方程和康普顿效应两部分组成，其中光电效应方程是本节重点内容，它 进一步揭开了光的粒子特性。 （一）教学目标 （1）了解普朗克能量子假说以及微观世界中的量子化现象的概念，能够比较宏观物体和微 观粒子的能量变化的不同，知道金属逸出功的概念，知道爱因斯坦光电效应方程，并能用其 解释光电效应现象，知道光子的概念，会用光子能量和频率的关系进行计算。 (2）理解爱因斯坦光电效应方程并会用来解决简单问题，能结合上一节的“光电效应”实验 与经典电磁理论之间的矛盾，体会光电效应方程对光本质的揭示. (3）通过了解能量子假说以及阅读“资料活页”中的内容，休会量子论的律立如何深化了人 们对于物质世界的认识。 (4）结合物理学发展史的学习，使学生了解科学理论的建立过程，体会科学研究的方法。 (二）教材分析 上一节从光的电磁理论无法解释的现象———光电效应出发，介绍了什么是光电效应，以及用 光的.电磁理论解释光电效应规律时遇到的主要问题.本节承接上一节，介绍了新的理论，以 及用新的理论如何解释光电效应．新的理论包括两个部分，一部分是普朗克的能量子假说， 即微观世界的量子化现象，另一部分是爱因斯坦在能量子假说的启发下提出的光子假说，即 光的能量是不连续的.本节的前半部分对这两个假说进行了介绍，并给出爱因斯坦依此提出 的光电效应方程。在最后一个主题里，利用这些理论对光电效应中截止频率的存在以及遏止 电压与频率有关而与强度无关的原因进行了解释,证明了爱因斯坦光子假说的正确性. （三）学情分析 （1）人们通过宏观世界认为能量具有连续的物理性质，因此总是把物理过程想象成连续的 现象，造成学生对于微观世界的量子化现象的认知障碍。 （2）对“光子概念是两字思想的一次质的飞跃”可能产生困惑，认为爱因斯坦光子假说时 对普朗克能量子观点的简单移用。 （四）教学重难点 教学重点：光电效应方程和康普顿效应。 教学难点：光电效应方程。 （五）教学过程 （1）导入 首先，我们先来回顾上一节课所学习的知识，我们了解到光电效应是金属在光的 照射下发射电子的现象；我们知道了光电效应的实验规律：分别是具有瞬时性， 存在截止频率，存在饱和电流，存在遏止电压。当我们试图尝试使用经典电磁理 论解释光电效应时，我们发现存在以下的困难，疑难之一，截止电压由入射光频 率决定与光的强弱无关，疑难之二具有截止频率，疑难之三，具有瞬时性。 （2）新课讲授 为了解决光电效应现象带来的困惑，我们先来复习一下必修三所学习的能量子假 说，德国物理学家普朗克在对黑体辐射问题进行研究中，首次提出了一个与人类 直接经验相违背的大胆假说，能量子假说，他认为物体热辐射所发出的电磁波的 能量是不连续的，只能是ν的整数倍，hν被称为一个能量子，其中ν是辐射频率， h 是一个常量，被称之为普朗克常量，实验测得 h 等于 6.63×10-30J .s，这种物 理量分立取值的现象称为量子化现象。 为了让同学们更好地理解量子化现象，老师在这里举个例子：例如长度，这是一 个可以连续取值的物理量，我们能有 1 米，1,1 米等；但是物体的带电量，由于 最小的一份电荷量是 1.6×10-19C，所以所有物体的带电量总是 1.6×10-19C 的整数 倍，并不存在例如 1.7×10-19C，1.8×10-19C 这样的电荷量。这就是一个只能分立 取值的物理量。我们把这种物理量分立取值的现象称为量子化现象。 那为什么我们会在本节课重温普朗克的能量子假说呢？因为爱因斯坦在普朗克 的量子化假说中得到重要的启示，他在普朗克的量子化假说的基础上提出了光子 假说。他认为光与物质相互作用时，光的能量不是连续的，而是一份一份的光量 子，这些光量子后来被称为光子，一 ... ...
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