【教案】2017沪科版高中物理选修（3-5）2.2《涅般凤凰再飞翔》word教学设计.docVIP

【课 题】 2.2涅槃凤凰再飞翔 【教学目标】 （一）知识与技能 （1）理解光电效应现象及其规律； （2）理解爱因斯坦的光子说以及爱因斯坦对光电效应现象的解释． （3）了解康普顿效应现象，理解康普顿利用光子说对康普顿效应现象所作的解释。 （二）过程与方法 （1）通过对实验现象的观察和理解，分析推断现象产生的机制，培养学生的逻辑推理能力． （2）通过对光电效应现象和康普顿效应现象的学习，从而对光的粒子性有一个新的认识． （三）情感、态度与价值观 通过这节课的学习让学生体验在科学研究中，人类对于自然现象的认识是螺旋式上升的，科学理论是在不断发现新的现象、探索新的规律中发展和完善的．认识事物规律的道路是曲折复杂的，事物认识逐步提高完善的。使学生体验科学研究应有的科学态度：尊重客观事实，勇于创新和实践。 【教学重点】 （1）理解光电效应、康普顿效应的现象及其规律；（2）理解运用爱因斯坦的光子说对以上两种现象的规律所作的解释． 【教学难点】 爱因斯坦光子说的内容以及的“两种效应”的解释； 通过这两种现象的学习和认识，对光的粒子性形成新的认识。 【教学过程】 新课的引入 19世纪60年代，光的波动理论学说虽然取得了很大的成功，在“波动说”与“粒子说”之争中取的了胜利。19世纪80年代，就在赫兹用实验证实麦克斯韦电磁理论的同时，他还发现了一种新的现象——光电效应，当时利用光的波动说也无法解释。下面我们来学习观察光电效应现象． 一、光电效应 1．读书了解光电效应现象：P.29,了解什么是光电效应现象： 1887年，赫兹的发现： 汤姆生和勒纳的发现： 光电效应： 光电子： 2.实验探究：探究光电效应产生的条件 （1）按照教材P.29~30页的实验步骤进行演示，组织学生观察： （2）结论：要发生光电效应，照射锌板的光的频率要足够高。 3．实验探究：研究光电效应的规律 老师介绍实验电路，如右图: 实验步骤：1. 2. 3. 4. （略见教材P.30） （略见教材P.30）教材P.30λ/nm 频率 ν/Hz 遏止电压 U/V 最大动能 Ekm/eV 绿 546 5.49×1014 0.40 0.40 蓝 480 6.25×1014 0.70 0.70 紫（强度较低） 410 7.32×1014 1.15 1.15 紫（强度较高） 410 7.32×1014 1.15 1.15 具体结论如下： （1）不同频率的光照射同种金属，频率越高，光电子的最大初动能越大； （2）光电子的最大初动能与入射光强无关； 4. 光电效应的规律（1）对于各种金属都存在一个极限频率，当入射光频率必须高于这个极限频率时，才能产生光电效应；如果入射光频率低于这个极限频率，无论光多么强，照射时间多么长，都不会产生光电效应。 （2）光电子的最大初动能随着入射光频率的增加而增大，与入射光的强度无关。 （3）当产生光电效应时，单位时间内从金属表面逸出的光电子数与与入射光的强度有关，光的强度越大，单位时间内从金属表面逸出的光电子数越多。 （4）入射光照到金属表面时，光电子的产生几乎是瞬时的不超过10-9秒。 ．波动理论解释不了光电效应 （1）波动理论解释不了极限频率，认为光的强度由光波的振幅决定，跟频率无关，只要入射光足够强，就应该能发生光电效应．但事实并非如此． （2）波动理论解释不了光电子的最大初动能，只与光的频率有关而与光的强度无关． （3）波动理论还解释不了光电效应发生的时间之短． 爱因斯坦的光子说1905年，26岁的爱因斯坦发表了题为《关于光的产生和转化的一个启发性观点》，提出了光的量子理论，使光的粒子说这个“涅槃凤凰”重又翱翔在物理学的天空。他认为： 光在空间传播时不是连续的,而是一份一份的,每一份叫做一个光子，光子的能量E与频率ν成正比。即 E=hν 光子说是怎样解释“极限频率”的存在的？ 光子说是怎样解释“最大初动能”与入射光频率的关系的？ 爱因斯坦光电效应方程 hν=W+Ekm，反映了最大初动能与入射光频率、金属逸出功的精确关系。试作出最大初动能与入射光频率的关系图像。 案例分析： 阅读教材P.33 的案例分析中的例题及解答 三、光子说的又一明证——康普顿效应 1916年爱因斯坦进一步指出： 光子不仅有能量，而且像实物粒子一样具有动量，其动量大小为 p= ，其方向沿光的传播方向。康普顿效应为此提供了明证。 下面学习康普顿效应。 康普顿效应： 从1920年起，康普顿开始研究X射线通过金属、石墨等物质的散射现象，经过研究发现：在散射线中，除了有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长一些的射线。 人们把这种波长变化的现象叫做康普顿效应。 指导学生阅读教材P.34