高中物理创新实验说课-光电效应实验设计

光电效应实验设计

一、使用教材

人教版高中《物理》选修3-5

二、实验器材

自制光电效应实验演示仪、DIS系统、GD-28光电管、发光二极管（蓝、蓝紫、红）三、实验创新点与改进

（一）创新点

1．将教材的纯理论讲述变为直观实验，回归物理教学的实验本源．

2．利用传感器绘制出I-U图像，通过图像对比让学生得出光电效应中存在饱和电流、遏止电压以及相关规律，同时也为分析最大初动能问题提供了基础。

（二）不足与改进

1．由于目前市场上光电管型号少，导致本试验未能换用不同材料的光电管进行实验。

2．仪器还不够精致

四、实验教学目标

（一）知识与技能

研究光电效应的实验规律

（二）过程与方法

通过观察与分析，培养学生思维能力和依据实验事实分析、探索问题的能力（三）情感、态度与价值观

激发学生学习物理的兴趣

五、实验教学内容

研究光电效应

六、实验原理

（一）电路图与实物图

（二）原理

利用电流传感器、电压传感器研究光电效应实验

七、实验教学过程

（一）没有光照光电管的情况下，给光电管加上正向电压，观察是否有光电流产生。

结论1:没有光照的情况下，增加电压也没有光电流产生

（二）用蓝光照射光电管，逐渐增大光电管上的正向电压，观察光电流的变化；改在光电管两端加上反向电压，逐渐增大反向电压，再次观察光电流的变化。

结论2:正向电压越大，光电流越大；反向电压越大，光电流越小；存在饱和光电流和遏止电压

（三）用蓝光照射光电管，以光电管所加电压为横坐标，以电流为纵坐标，研究光电流随所加电压变化的关系。

（四）在3的操作基础上，增大蓝光光强度，再次研究光电流随所加电压变化的关系。

两种不同强度蓝光对比图

结论3: 入射光越强，饱和电流也越大；同种频率的入射光反向遏制电压相同，与光强度无关

（五）换用紫光再次完成3、4的操作。

三种不同色光对比图

结论4: 遏止电压与光的颜色（频率）有关

（六）改变光强、光照时间，研究用红外线照射光电管，观察能否产生光电效应。

结论5: 存在截止频率（极限波长）

八、研究的误差分析

爱因斯坦光电方程是在同种金属做阴极和阳极，且阳极很小的理想状态下导出的。实际

上做阴极的金属逸出功比作阳极的金属逸出功小，所以实验中存在着如下问题:

（一）暗电流和本底电流。当光电管阴极没有受到光线照射时也会产生电子流，称为暗

电流。它是由电子的热运动和光电管管壳漏电等原因造成的。室内各种漫反射光射入光电管

造成的光电流称为本底电流。暗电流和本底电流随着 K、A之间电压大小变化而变化。

（二）阳极电流。制作光电管阴极时，阳极上也会被溅射有阴极材料，所以光入射到阳极上或由阴极反射到阳极上，阳极上也有光电子发射，就形成阳极电流。由于它们的存在，使得I-U曲线较理论曲线下移，如图所示。

（三）其他因素主要包括实验室的光照条件、温度、湿度、试验仪器的状态，如光电管长时间工作或是强光照射，阴极发射体容易疲劳，灵敏度会降低，从而影响实验的结果；移动光源时，注意光源与小孔位置，避免移动中晃动，影响到入射光强。用微机辅助实验时，由于微机对环境比较敏感，需保持周围环境安静，实验者做实验时需细心谨慎，养成良好的实验操作习惯。

九、研究的不足与后续研究的设想

（一）目前市场上光电管型号较少，本实验仅仅是研究了GD28这一种型号的光电管特性，实验未能换用不同材料的光电管进行实验。今后我将到市场上寻找不同材料的光电管，进行实验，丰富实验内容，增强实验说服力。

（二）本研究是对光电效应现象定性的实验分析，今后打算利用光电效应实验进行定量的分析与计算，得出教材上反向遏止电压与入射光频率关系图像（如图所示），求出普朗克常量。

所谓说课是教师在备课的基础上，面对评委、同行、系统地口头表述自己的教学设计及其理论依据，然后由听者评说，达到相互交流，共同提高的目的的一种教学研究形式。

说课的基本步骤

一、说教材

1、教材的地位：

从地位上、结构上、内容上、教育意义上等方面论述本节教材在本课\本书中的地位和作用。

2、教学目标：

根据新课程标准的要求、学生年龄特点、生活经验、认识问题的层次、程度、学生发展的需要等方面制定出三维学习目标。

3、教学重点、难点：

从教学内容、课标要求、学生实际、理论层次、对学生的作用等方面找出确立重点难点的依据并确定教学的重点和难点。

二、说教法

依据《纲要》、课标的四性、新理念、新教法等理论具体说明将在课堂设计中运用那些方法。这里可以从大的方面，从宏观上来说一下，具体详细可以放在下一个教学程序里说明。如：

1、参与式

2、讨论式

3、互动式

4、体验式

5、研究性学习

6、谈话、对话、辩论、调查、情景模拟、亲历体验、小活动等

三、说学法

依据新的教学理念、学习方式的转变，说出所倡导自主、合作、探究等方式方法。达到体验中感悟情感、态度、价值观；活动中归纳知识；参与中培养能力；合作中学会学习。

四、说教学程序

主体部分：说出教学的基本环节、知识点的处理、运用的方法、教学手段、开展的活动、运用的教具、设计的练习、学法的指导等。并说出你这样设计的依据是什么。

五、说板书

一般正规的说课如果时间允许的情况下，是要在说教学程序的过程中写出板书提纲的。如果时间很紧张，你可以提前写在一张大纸上，张贴在黑板上也可以。能够配合讲解适时出示，达到调控学生、吸引注意、使师生思路合拍共振的目的说出这样设计的理由。如：能体现知识结构、突出重点难点、直观形象、利于巩固新知识、有审美价值等。

说课应遵循的四个原则

一、科学性原则－－说课活动的前提

科学性原则是教学应遵循的基本原则，也是说课应遵循的基本原则，它是保证说课质量的前提和基础。科学性原则对说课的基本要求主要体现在以下几个方面。