高二物理：17.2《科学的转折：光的粒子性》

高二物理科学的转折：光的粒子性【教学目标】1、知识与技能：1．通过实验了解光电效应的实验规律。

2．知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。

3．了解康普顿效应，了解光子的动量2、过程与方法：经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

3、情感态度与价值观：领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

【重点难点】1、重点：光电效应的实验规律2、难点：爱因斯坦光电效应方程以及意义【授课内容】一、引入新课光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。

19世纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。

然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。

对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。

（二）进行新课1．光电效应教师：实验演示。

（课件辅助讲述）用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电器张角增大到约为30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。

学生：认真观察实验。

教师提问：上述实验说明了什么？学生：表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。

概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。

发射出来的电子叫做光电子。

2．光电效应的实验规律（1）光电效应实验如图所示，光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出----光电子。

光电子在电场作用下形成光电流。

概念：遏止电压将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。

当 K 、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 U c 时，光电流恰为0。

U c 称遏止电压。

根据动能定理，有（2）光电效应实验规律① 光电流与光强的关系饱和光电流强度与入射光强度成正比。

第二节科学的转折：光的粒子性教学目标：（一）知识与技能1、通过实验了解光电效应的实验规律。

2、知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。

3、了解康普顿效应，了解光子的动量。

（二）过程与方法经历科学探究过程，认识科学探究的意义，尝试应用科学探究的方法研究物理问题，验证物理规律。

（三）情感、态度与价值观领略自然界的奇妙与和谐，发展对科学的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

教学重点：光电效应的实验规律。

教学难点：爱因斯坦光电效应方程以及意义。

教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具：投影片，多媒体辅助教学设备。

教学过程：（一）引入新课提问：回顾前面的学习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？学生回顾、思考，并回答。

教师倾听、点评。

光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光是横波。

19世纪60年代，麦克斯韦又从理论上确定了光的电磁波本质。

然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动理论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。

对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。

（二）新课教学1、光电效应实验演示：（课件辅助讲述）用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电器张角增大到约为30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。

提问：上述实验说明了什么？学生：表明锌板在射线照射下失去电子而带正电。

概念：在光(包括不可见光)的照射下，从物体发射电子的现象叫做光电效应。

发射出来的电子叫做光电子。

2、光电效应的实验规律（1）光电效应实验如图所示，光线经石英窗照在阴极上，便有电子逸出----光电子。

光电子在电场作用下形成光电流。

概念：遏止电压将换向开关反接，电场反向，则光电子离开阴极后将受反向电场阻碍作用。

当 K 、A 间加反向电压，光电子克服电场力作功，当电压达到某一值 U c 时，光电流恰为0。

第十七章波粒二象性新课标要求1．内容标准（1）了解微观世界中的量子现象。

比较宏观物体和微观粒子的能量变特点。

体会量子论的建立深了人们对于物质世界的认识。

（2）通过实验了解光电效应。

知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。

（3）了解康普顿效应。

（4）根据实验说明光的波粒二象性。

知道光是一种概率波。

（5）知道实物粒子具有波动性。

知道电子云。

初步了解不确定性关系。

（6）通过典型事例了解人类直接经验的局限性。

体会人类对世界的探究是不断深入的。

例 1 通过电子衍射实验，初步了解微观粒子的波粒二象性，体会人类对于物质世界认识的不断深入。

2．活动建议阅读有关微观世界的普读物，写出读书体会。

新课程习17．2 的转折：光的粒子性★新课标要求（一）知识与技能1．通过实验了解光电效应的实验规律。

2．知道爱因斯坦光电效应方程以及意义。

3．了解康普顿效应，了解光子的动量（二）过程与方法经历探究过程，认识探究的意义，尝试应用探究的方法研究物问题，验证物规律。

（三）情感、态度与价值观领略自然界的奇妙与和谐，发展对的好奇心与求知欲，乐于探究自然界的奥秘，能体验探索自然规律的艰辛与喜悦。

★教重点光电效应的实验规律★教难点爱因斯坦光电效应方程以及意义★教方法教师启发、引导，生讨论、交流。

★教用具：投影片，多媒体辅助教设备★课时安排2 课时★教过程（一）引入新课提问：回顾前面的习，总结人类对光的本性的认识的发展过程？（多媒体投影，见课件。

）生回顾、思考，并回答。

教师倾听、点评。

光的干涉、衍射现象说明光是电磁波，光的偏振现象进一步说明光还是横波。

19世纪60年代，麦克斯韦又从论上确定了光的电磁波本质。

然而，出人意料的是，正当人们以为光的波动论似乎非常完美的时候，又发现了用波动说无法解释的新现象——光电效应现象。

对这一现象及其他相关问题的研究，使得人们对光的又一本质性认识得到了发展。

（二）进行新课1．光电效应教师：实验演示。

（课件辅助讲述）用弧光灯照射擦得很亮的锌板，(注意用导线与不带电的验电器相连），使验电 器张角增大到约为 30度时，再用与丝绸磨擦过的玻璃棒去靠近锌板，则验电器的指针张角会变大。

《科学的转折：光的粒子性》学历案一、学习目标1、了解光的波动性和粒子性的发展历程。

2、理解光的粒子性的实验证据。

3、掌握光的粒子性的概念和特点。

二、学习重难点1、重点（1）光的粒子性的实验验证，如光电效应。

（2）光的粒子性与波动性的关系。

2、难点（1）对光电效应实验规律的理解。

（2）光的波粒二象性的本质。

三、知识回顾在探讨光的粒子性之前，我们先来回顾一下光的波动性。

光的波动性是由惠更斯提出的，他认为光是一种波。

后来，托马斯·杨的双缝干涉实验以及菲涅耳的衍射实验等，都有力地证明了光的波动性。

光是一种电磁波，其具有波长、频率、波速等特征，并且遵循电磁波的相关规律。

四、引入新课长期以来，光的波动性被广泛接受和研究。

然而，随着科学的发展，一些实验现象却无法用光的波动性来完美解释，这促使科学家们重新思考光的本质，从而引发了科学史上关于光的性质的重大转折——光的粒子性的提出。

五、光的粒子性的实验证据1、光电效应（1）实验现象当一束光照射到金属表面时，会有电子从金属表面逸出。

然而，这种电子的逸出并非取决于光的强度，而是取决于光的频率。

当光的频率低于某一特定值时，无论光的强度多大，都不会有电子逸出；而当光的频率高于这一特定值时，即使光的强度很弱，也会有电子逸出。

（2）经典物理学的困惑按照经典物理学的观点，光的能量是由光的强度决定的，强度越大，能量越高，应该越容易使电子逸出。

但光电效应的实验结果却与之相悖。

（3）爱因斯坦的解释爱因斯坦提出了光子的概念，他认为光是由一份一份的光子组成的，每个光子的能量 E ＝hν，其中 h 是普朗克常量，ν 是光的频率。

当光子的能量大于金属的逸出功时，电子就会逸出。

2、康普顿效应（1）实验现象当X 射线通过物质时，会发生散射。

散射后的X 射线波长会变长，而且散射光中除了与入射光波长相同的成分外，还有波长更长的成分。

（2）解释康普顿认为，光子与电子发生碰撞时，光子不仅有能量，还有动量。