張校銀 王童燁 謝陳祎奔 翁丹琪

一、 設計思想

演示實驗是學生觀察物理現象的源泉、理解物理知識的基礎。但是如果我們的演示實驗，只是將現象簡單地羅列展示一番，那么學生的感受最多只是停留在直覺的水平上，難以收到預期效果。

教材上的觀察光電效應演示實驗只是簡單演示了用紫外線光照射帶負電的鋅板，觀察指針變化情況。這樣的一個簡單的演示實驗如果直接給出“這就是光電效應現象”的結論的話，學生沒有連貫的感受，只會一頭霧水，對所學的知識點難以真的吸收。

為此，我們改進實驗過程，重新設計實驗方案，合理安排演示順序，盡可能引導學生主動探索、分析、得出主觀結論。

二、 前期分析

本節(jié)內容選自人民教育出版社高中物理選修3-5第二章第二節(jié)，在此之前，學生已經學習了能量量子化的相關內容，已經對量子化有了一定的了解。通過本節(jié)實驗及分析，再現光的粒子性誕生的過程，并初步涉及量子物理學理論。本節(jié)內容復雜，需要教師幫學生理清知識結構，以使學生從宏觀上把握教材內容。

基于學習任務分析，依照物理新課程標準對光電效應這節(jié)課的教學要求，本節(jié)課的教學重點和教學難點是：

（一）教學重點：1.通過光電效應的實驗，知道影響光電效應的因素；

2.理解產生光電效應的原理。

（二）教學難點：1.理解光電效應現象的本質原因；

2.通過探究光電效應實驗規(guī)律，正確認識光電效應實驗規(guī)律。

三、 教學目標

知識與技能：

（一）了解并識別光電效應現象；

（二）能表述光電效應的實驗規(guī)律。

過程與方法：

（一）經歷“探究光電效應的規(guī)律”過程，體驗實驗探究的方法；

（二）領略“觀察——實驗——提出假說——實驗驗證”的研究方法。

情感態(tài)度與價值觀：

（一）體驗探究自然界規(guī)律的艱辛、喜悅與方法；

（二）體會吳加澍老師實驗教學思想，能通過實驗啟發(fā)思想開拓思維并積極探討物理現象。

（三） 學習科學家善于發(fā)現問題，提出問題，并通過不懈努力解決問題的精神，學習調整自己方案、設計方案的能力。

四、 教學過程

（一）新課引入

光究竟是什么？這似乎應該不是什么問題了，從光的微粒說到電磁本質，這似乎已經使光的波動理論達到完美了。那么又是什么現象的發(fā)現，讓科學家們又談論起來“光的粒子性”呢？下面就讓我們來看看這個實驗現象和發(fā)現過程吧。

（二）新課進行

1.介紹裝置

一一介紹實驗裝置，分別介紹鋅板、銅板、驗電器、紫外線燈、白熾燈，并在黑板上畫出該演示實驗的簡略圖。

2.演示實驗

將鋅板與驗電器用導線連接，先給鋅板帶上負電，此時觀察到驗電器指針張開；開啟紫外光燈后，驗電器指針逐漸閉合。請學生分析并解釋所見現象。對于同學們提出的方案進行實驗。

3.實驗改進

根據學生提出的方案，給鋅板帶上正電荷，重復上述實驗，卻未見驗電器指針閉合，這表明紫外線的電離作用在該實驗中屬次要因素，可以不計。

4.實驗延伸

（1）改用白熾燈照射帶負電的鋅板，驗電器指針不偏轉，即使增加燈光強度，或延長照射時間，結果仍然一樣。由此可見，要產生光電效應，入射光需要具備一定的外因。

（2） 用紫外線照射帶負電的銅板，驗電器指針不偏轉。這表明光電效應還與物體本身的內因條件有關

（3）用紫外線照射原來不帶電的鋅板，按理也會發(fā)生光電效應，使鋅板帶上正電。但實際上卻觀察不到驗電器指針張開的現象。再用一帶正電的玻璃棒放在鋅板附近，注意兩者距離不要過近，以剔除靜電感應的影響。帶正電的玻璃棒形成的附加電場，用來幫助光電子克服鋅板反向電場的阻礙作用，結果又呈現出預期的光電效應現象。

（三）實驗規(guī)律探究

1.介紹自制教具及物理概念

向同學們介紹教師自己制作的教具，并在黑板上畫出光電效應實驗原理圖，根據以上所講的內容，請同學講述該電路圖工作原理。介紹光電子、光電流、光的頻率、光的強弱等相關的物理概念。

2.演示實驗

（1）在光照條件不變的情況下，移動滑動變阻器，改變光電管兩端的電壓，隨著電壓的增大，電流傳感器顯示的電流趨向于一個飽和值。重復實驗步驟，最終得到在該光照條件下一個平均值并記錄。這個電流稱之為飽和電流。

（2）在光顏色不變的條件下，增大光照強度，移動滑動變阻器，隨著電壓的增大，電流傳感器顯示的電流趨向于另一個飽和值。比較兩個值。

（3）移動滑動變阻器，當光電管兩端電壓為零時，電流傳感器顯示的電流并不為零。只有施加反向電壓，電流才可能為零。這個使電流為零的反向電壓稱為遏止電壓。在光顏色不變的情況下改變光的強度，以及在光強度不變的情況下改變光的顏色，請同學們觀察演示結果，思考后得出自己的結論。

（4）在光強度不變的情況下，減小光的頻率，當頻率減小到一定程度時，即使不加反向電壓，電路中也沒有電流。觀察不同金屬的截止頻率是否相同。

（四）實驗總結

五、板書設計

2.2 光電效應

一、 光電效應演示裝置

二、 基礎演示實驗：思考討論驗電器指針閉合的原因

三、 實驗改進及延

四、 實驗規(guī)律探究

五、 實驗結論：同學們在課后自己歸納總結