从爱因斯坦光电效应方程看教师学科性知识和教育性知识的结合从爱因斯坦光电效应方程看教师学科性知识和教育性知识的结合杨善林（湖北省洪湖市第一中学433200）作者简介：杨善林，湖北省洪湖市第一屮学校长,屮学高级物理教师。【摘要】教师要能把学科形态的知识与教育形态的知识结合起来，一定要有宽厚的知识基础。宽厚的知识基础是教师这一职业不可缺少的最基本的文化要求和素养，也是当今教师职业趋向专业化发展的必然要求。教师善于把学科性知识与教育性知识结合起来会让学生终身受益。【关键词】教师；学科性知识；教育性知识【】G451【文献标识码】B【】1005-9646（2009）02-0051-011905年是伟大科学家爱因斯坦科研成果最多的一年。这一年，他在德国《物理学杂志》上发表了题为《论动体的电动力学》。完整地提出了狭义相对论，揭示了空间和时间的联系，进而导出了质能相当关系，在理论上为原子能时代开辟了道路。同年，他又在同一本杂志上发表了题为《关于光的产生和转化的一个启发性观点》的论文，首次提出了光是带分立能量hnu;的量子，进而建立了爱因斯坦光电效应方程。19世纪末，人们已发现，当光照射到金属表面上时，电子会从金属表面逸出。这种现象称为光电效应。光电效应方程为：hnu;=Ek+Ao式屮h是普朗克恒量,nu;是入射光的频率，Ek是光电子的初动能，A为电子的逸出功。对光电效应和光电效应方程作进一步的解释是：（1）对任何一种金属，都存在一极限频率，相应的波长叫红限波长。入射光的频率必须大于这个极限频率，才能有光电子逸出,发生光电效应；（2）光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光的强度无关；（3）入射光照射到金属上时，光电子的发射几乎是瞬时的（一般不超过10・9秒)；---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---(4)当入射光的频率大于极限频率时，光电流的强度与入射光的强度成正比。光的量子性、光子与微观粒子相互作用仍遵守能量守恒定律以及上述解释是物理学专业性的知识。但作为物理教师只讲物理学专业的知识还是显得有点不够深刻!每门课程的学科知识都有与之相联系的教育性知识。教师的专业职能是注重将学科形态的知识转变为教育形态的知识，在让学生掌握学科专业知识的同时，受到思维的训练和思想的教育，培养学生的科学品质和创新思维。爱因斯坦光电效应方程较好地体现了对立统一原则。要以此培养学生辨证思维的意识和能力。光电效应方程中，nu;是入射光的频率，Ek是光电子的初动能，它们分别是表征光的波动性和粒子性的物理量，它们相互对立又相互统一于光电效应方程之中。量子物理学的理论起源于对光的波粒二象性的认识。惠更斯(C.Huygens)在1690年出版的《论光》一书比较系统地提出了光的“波动说”。牛顿(I.Newton)在1704年出版的《光学》一书中，认为光是微粒子。以牛顿为代表的“微粒学说”可以解释光的反射、折射等。但不能解释光的干涉、衍射；以惠更斯为代表的“波动说”能解释光的干涉、衍射，却无法解释光电效应、X射线的散射实验。在长期的科学实践中，人们逐步认识到光具有“波粒二象性”。“粒子性”不是牛顿认为的机械微粒子、而是带有分立能量hnu;的量子。光的“波粒二象性”在爱因斯坦光电效应方程中实现了“对立统一”。光兼有波动性和粒子性,光在传播过程中凸现其波动性，在与其他微观粒子相互作用吋凸现其粒子性；光的波长愈长愈显其波动性，光的频率愈大愈显其粒子性。教师讲爱因斯坦光电效应方程时，要冋朔科学发展史人们对光的本性的认识、联系相应的哲学和人文科学知识，培养学生“对立统一”的观点和“否定之否定”的辨证思维方式。敢于直面事实，敢于抛弃【口的观念，不断探索，勇于追求真理，是科学家的最可贵的品质。德国物理学家普朗克(M、K、E、L、Planck)在研究黑体辐射时，面对理论与实验事实严重不符的“紫外灾难”，他尊重事实，放弃了经典的能量均分原理，勇敢地提岀了能量子假说，并根据黑体辐射实验数据，利用内插法建立了一个普适---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---公式，其中引入了一个常数h,后称为...