第十三章C 光电效应 光子说教学建议

（一）学习目标

1．知道光电效应现象，知道光电效应的主要规律。知道爱因斯坦“光子说”的主要观点，知道光电管的应用和光电技术的发展。

2．通过“光子说”的形成过程，认识科学假说是科学研究的重要方法之一。

3．通过本节学习，感悟有关光的理论发展是一个不断深化的过程，并从光电效应在技术中的应用感悟科学的价值。

（二）重点和难点

本节重点是光电效应现象、产生条件和基本规律。

本节难点是理解光电效应说明光具有粒子性。

（三）教学建议

本节从光的电磁说无法解释的现象——光电效应出发，介绍了什么是光电效应，用光的电磁说解释光电效应规律遇到的主要困难是什么，爱因斯坦是如何突破传统电磁理论，提出“光子说”的。做好光电效应的演示实验是本节教学的重要环节，在教学中要突出光电效应的基本规律——一金属极限频率的存在、光电效应的瞬时性等。通过介绍爱因斯坦的“光子说”的主要观点，通过利用“光子”模型对光电效应的基本规律进行解释的过程，认识光子的物质性和不连续性。在教学中不要求周爱因斯坦的光电方程解释光电效应规律。通过光电效应的应用介绍，增加学生在科学与社会、技术联系方面的意识。

1．关于引言的说明

本节以“CCD”作为情景引入，教材中指出在CCD上排列着“感光元件”，这些元件的构造非常复杂，在技术中叫做“电荷耦合器件”，不能简单看作是光电二极管，其原理可参见本章参考资料。

2．关于光电效应的教学建议

光电效应是学生认识光的粒子性的实验基础，所以要做好课本第78页图13－16所示的实验。实验时，要注意验电器金箔闭合或张开的现象都不能简单地说明光电效应，需要对实验现象进行分析后才能得出结论。在条件允许的情况下，可以边实验边分析归纳光电效应：用紫外线照射带负电的锌板，验电器的金箔立即闭合，用紫外线照射带正电的锌板，验电器的金箔不闭合，以上两实验对照表明紫外线照射锌板只能打出负电荷；用紫外线照射不带电的锌板时，验电器的金箔张开，应补充检验锌板上带正电荷而不是负电荷。通过对这些实验现象的深入分析，才能归纳出现象的共同本质即光照射下金属能够发射出电子。

3．关于课本第79页“大家谈”的教学建议

光电效应的基本规律有4条。在拓展型课程Ⅰ中主要讲述了极限频率和瞬时发生。在教学中可以根据学生的实际情况做一些补充。存在极限频率以及光电子的最大初动能只与入射光的频率有关而与入射光的强度无关，是波动说无法解释的实验事实，也是引入光子说的主要依据。

4．关于“光子说”的教学建议

学生接受光子说的主要困难在于建立光量子的观念，教学中要强调光子说与波动说不同，光子说认为光的能量不是连续分布的，而是一份一份地集中在一个个“粒子”——光子上。光的能量既跟光子的数目有关，也跟每个光子的能量有关。每个光子的能量E＝hν，与光波的频率成正比。

在介绍爱因斯坦的光子说时，可以补充联系普朗克的量子假设，说明理论的继承和发展的关系。但不必补充黑体辐射的有关内容，只需简要介绍普朗克提出电磁辐射的发射和吸收时，能量是不连续的、一份一份的，爱因斯坦则进一步推广了普朗克的假设，认为自由电子与电磁辐射相互作用时，吸收能量也是不连续的、一份一份的。光就是由这种不连续的粒子组成。

在教学中，要帮助学生按照光子说建立光的粒子模型，并用这种模型解释光电效应，按课程标准要求，不需要用光电效应方程来解释。

（四）作业说明

本节共有14道练习题，选择其中一部分习题用于课内讨论，其余的练习题可以分散在本节学习后或作为课后作业完成。

参考答案

A组

1．正，表面发射出，光电效应，爱因斯坦

2．一份一份的，光子，hν，6.64×10¹⁴

3．干涉和衍射，电磁，光电效应，粒子性，波粒二象性

4．D

5．B

6．C

7．BD

8．提示：利用光电管把光信号转换为电信号

B组

9．AB

10．CD

11．AC

12．光，电，摄像

13．3.74×10^-19J

14．6.63×10^-20J

发布时间：2012/3/9 上午7:52:35  阅读次数：3118