高三物理教学设计

高三物理教学设计

作为一名教学工作者，总归要编写教学设计，借助教学设计可以提高教学效率和教学质量。教学设计应该怎么写才好呢？下面是小编收集整理的高三物理教学设计，欢迎大家分享。

1、知识与技能

(1)了解康普顿效应，了解光子的动量

(2)了解光既具有波动性，又具有粒子性;

(3)知道实物粒子和光子一样具有波粒二象性;

(4)了解光是一种概率波。

2、过程与方法：

(1)了解物理真知形成的历史过程;

(2)了解物理学研究的基础是实验事实以及实验对于物理研究的重要性;

(3)知道某一物质在不同环境下所表现的不同规律特性。

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。

教学重点：实物粒子和光子一样具有波粒二象性

教学难点：实物粒子的波动性的理解。

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

(一)引入新课

提问：前面我们学习了有关光的一些特性和相应的事实表现，那么我们究竟怎样来认识光的本质和把握其特性呢?(光是一种物质，它既具有粒子性，又具有波动性。在不同条件下表现出不同特性，分别举出有关光的干涉衍射和光电效应等实验事实)。

我们不能片面地认识事物，能举出本学科或其他学科或生活中类似的事或物吗?

(二)进行新课

1、康普顿效应

(1)光的散射：光在介质中与物质微粒相互作用，因而传播方向发生改变，这种现象叫做光的散射。

(2)康普顿效应

1923年康普顿在做X射线通过物质散射的实验时，发现散射线中除有与入射线波长相同的射线外，还有比入射线波长更长的射线，其波长的改变量与散射角有关，而与入射线波长和散射物质都无关。

(3)康普顿散射的实验装置与规律：

按经典电磁理论：如果入射X光是某种波长的电磁波，散射光的波长是不会改变的!散射中出现的现象，称为康普顿散射。

康普顿散射曲线的特点：

①除原波长外出现了移向长波方向的新的散射波长

②新波长随散射角的增大而增大。波长的偏移为

波长的偏移只与散射角有关，而与散射物质种类及入射的X射线的波长无关，

=0.0241?=2.41×10-3nm(实验值)

称为电子的Compton波长

只有当入射波长与可比拟时，康普顿效应才显著，因此要用X射线才能观察到康普顿散射，用可见光观察不到康普顿散射。

(4)经典电磁理论在解释康普顿效应时遇到的困难

①根据经典电磁波理论，当电磁波通过物质时，物质中带电粒子将作受迫振动，其频率等于入射光频率，所以它所发射的散射光频率应等于入射光频率。

②无法解释波长改变和散射角的关系。

(5)光子理论对康普顿效应的解释

①若光子和外层电子相碰撞，光子有一部分能量传给电子，散射光子的能量减少，于是散射光的波长大于入射光的波长。

②若光子和束缚很紧的'内层电子相碰撞，光子将与整个原子交换能量，由于光子质量远小于原子质量，根据碰撞理论，碰撞前后光子能量几乎不变，波长不变。

③因为碰撞中交换的能量和碰撞的角度有关，所以波长改变和散射角有关。

(6)康普顿散射实验的意义

①有力地支持了爱因斯坦“光量子”假设;

②首次在实验上证实了“光子具有动量”的假设;③证实了在微观世界的单个碰撞事件中，动量和能量守恒定律仍然是成立的。

2、光的波粒二象性

讲述光的波粒二象性，进行归纳整理。

(1)我们所学的大量事实说明：光是一种波，同时也是一种粒子，光具有波粒二象性。光的分立性和连续性是相对的，是不同条件下的表现，光子的行为服从统计规律。

(2)光子在空间各点出现的概率遵从波动规律，物理学中把光波叫做概率波。

3、光的波动性与粒子性是不同条件下的表现：

大量光子行为显示波动性;个别光子行为显示粒子性;光的波长越长，波动性越强;光的波长越短，粒子性越强。光的波动性不是光子之间相互作用引起的，是光子本身的一种属性。

一、引言

课堂提问是优化课堂教学过程的必要手段之一，也是教师教学艺术的重要组成部分。恰如其分的提问不但可以活跃课堂气氛，激发学生学习兴趣，了解学生掌握知识情况，而且可以开启学生心灵，诱发学生思考，开发学生智能，调节学生思维节奏，与学生作情感的双向交流。通过提问，可以引导学生进行回忆、对比、分析、综合和概括，达到培养学生综合素质的目的。教学过程中的课堂提问还是体现课程理念、实现课程目标的一种创造过程。以下就物理教学中问题的设计与提出谈一些看法。

二、背景

1．提问是最好的反馈方式

通过提问所接收到的语言反馈信息，比其它形式的反馈信息具有准确性、具体性、即时性和简洁性。它可以使教师当堂了解学生对知识的理解和掌握程度，从而及时地调控教学程序，改变教学策略，使学生能更加积极主动地参与教学活动。

2．提问可以提高学生听课的注意力

如果注意力集中，大脑中只有一个学习兴奋中心，听课效果就比较理想。学生在答问时精力集中，而在听讲时有时散漫。教师光靠静讲、维持课堂纪律来保证学生的注意力是达不到要求的，而应以授课的内容来吸引学生，用一个个由浅入深、循序渐进的“问号”来吸引学生的注意力，紧紧地把学生的思维钳住，激发学习兴趣，赋予学习动机，从而收到良好的教学效果。

3．提问可以让学生发现不足

对于一些重要物理概念，一般水平的学生往往以为自己能复述就算懂了，其实不然。物理概念是反映物理现象和过程的本质属性的思维形式，所以教师在课堂上要针对概念提出一些题意明确清楚的实际问题，诱发学生思考，帮助学生克服盲目的自满情绪，这样对提高学习效率、突破教学难点很有用。特别是在学生一般认为理当如此的地方，可提出与常规看法相悖的问题，展开深入讨论，培养学生的思维灵活性、独特性和创新意识。同时引导学生对已解决的问题，进行深入的探索，或以题目的本身提出疑问或变换题目的条件，来拓宽学生的视野，诱发学生发散思维，增强学生的应变能力，培养思维的广阔性和深刻性。

4．提问可以提高学生的语言表达能力和观察能力

学生思维能力的发展总是和语言分不开的，课堂提问便是培养学生正确地掌握学科语言表达能力的契机。如在教师做演示实验 ……此处隐藏2557个字……板书)，我通过出示一些生活实例的图片：推土机的宽链条、美工篆刻刀的刀头、火车上的破窗锤、火车轨道下面铺设枕木，原因是什么?学生会说出：推土机的链条和火车轨下面铺设的枕木是为了增大受力面积，减小对地面的.压强。篆刻刀和破窗锤是为了减小受力面积，增大压强。我将总结：当压力一定时，增大受力面积可以减小压强;减小受力面积可以增大压强。

新课讲授完接下来是巩固提高环节：

在这个环节中，我会出示一道练习题，应用压强公式进行解决：水平桌面上放一本书，书所受的重力为3N，与桌面的接触面积为5×10-2m2，计算书对桌面的压强。

【设计意图】这个环节的目的在于检验学生是否掌握本节课的知识点，并且通过这个题目也能将本节课知识与生活中的实际问题进行相结合，真正做到学以致用。

最后是小结作业环节：

在小结时，我会结合板书来总结本节课的知识点，在课程结束后给学生建立完整清晰的知识体系。

在作业环节，我会给学生布置这样一个任务：请同学们回去搜集一些生活中是使用什么方式来增大或减小压强的事例。

七、板书设计

(过渡句)最后说说我的板书设计，我的板书注重直观系统的设计，知识点由易到难的排布，重难点突出，能够让学生一目了然抓住本节课的核心。

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。

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

(一)引入新课

回顾前面的学习，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。)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

实验演示1：(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。上述实验说明了什么?(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Uc时，光电流恰为0。Uc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。

②截止频率νc----极限频率，对于每种金属材料，都相应的有一确定的截止频率νc，当入射光频率ν>νc时，电子才能逸出金属表面;当入射光频率ν

③光电效应是瞬时的。从光开始照射到光电子逸出所需时间<10-9s。

3、光电效应解释中的疑难

经典理论无法解释光电效应的实验结果。

经典理论认为，按照经典电磁理论，入射光的光强越大，光波的`电场强度的振幅也越大，作用在金属中电子上的力也就越大，光电子逸出的能量也应该越大。也就是说，光电子的能量应该随着光强度的增加而增大，不应该与入射光的频率有关，更不应该有什么截止频率。

光电效应实验表明：饱和电流不仅与光强有关而且与频率有关，光电子初动能也与频率有关。只要频率高于极限频率，即使光强很弱也有光电流;频率低于极限频率时，无论光强再大也没有光电流。

光电效应具有瞬时性。而经典认为光能量分布在波面上，吸收能量要时间，即需能量的积累过程。

为了解释光电效应，爱因斯坦在能量子假说的基础上提出光子理论，提出了光量子假设。

4、爱因斯坦的光量子假设

(1)内容

光不仅在发射和吸收时以能量为hν的微粒形式出现，而且在空间传播时也是如此。也就是说，频率为ν的光是由大量能量为E=hν的光子组成的粒子流，这些光子沿光的传播方向以光速c运动。

(2)爱因斯坦光电效应方程

在光电效应中金属中的电子吸收了光子的能量，一部分消耗在电子逸出功W0，另一部分变为光电子逸出后的动能Ek。由能量守恒可得出：

W0为电子逸出金属表面所需做的功，称为逸出功。Wk为光电子的最大初动能。

(3)爱因斯坦对光电效应的解释

①光强大，光子数多，释放的光电子也多，所以光电流也大。

②电子只要吸收一个光子就可以从金属表面逸出，所以不需时间的累积。

③从方程可以看出光电子初动能和照射光的频率成线性关系

④从光电效应方程中，当初动能为零时，可得极限频率：

爱因斯坦光子假说圆满解释了光电效应，但当时并未被物理学家们广泛承认，因为它完全违背了光的波动理论。

5、光电效应理论的验证

美国物理学家密立根，花了十年时间做了“光电效应”实验，结果在1915年证实了爱因斯坦光电效应方程，h的值与理论值完全一致，又一次证明了“光量子”理论的正确。

6、展示演示文稿资料：爱因斯坦和密立根

由于爱因斯坦提出的光子假说成功地说明了光电效应的实验规律，荣获1921年诺贝尔物理学奖。

密立根由于研究基本电荷和光电效应，特别是通过著名的油滴实验，证明电荷有最小单位。获得1923年诺贝尔物理学奖。

点评：应用物理学家的历史资料，不仅有真实感，增强了说服力，同时也能对学生进行发放教育，有利于培养学生的科学态度和科学精神，激发学生的探索精神。

光电效应在近代技术中的应用

(1)光控继电器

可以用于自动控制，自动计数、自动报警、自动跟踪等。

(2)光电倍增管

可对微弱光线进行放大，可使光电流放大105~108倍，灵敏度高，用在工程、天文、科研、军事等方面。