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1、第十章 电磁波与信息技术第1节 神奇的电磁波 【教学目标】一、知识与技能1 认识到电磁波是一种波动；2知道光是电磁波。知道电磁波在真空中的传播速度。二、过程与方法1通过动手做，体会探究过程和科学方法的重要性；2通过观察，体会人类对电磁波的利用。三、情感、态度和价值观1在实际操作过程中，培养学生观察与尝试操作的科学学习兴趣；2通过观察与动手做，使学生认识到物理世界的神奇，进一步了解物理应用于社会生产与生活的壮观图景，初步形成应用意识。 【重点难点】重点：电磁波的概念、分类。难点：电功率的波长、频率与光速的关系。 【教学方法】观察实验法、活动讨论法【教学手段】多媒体、讲解【教学时间】1课时【教学过
2、程】 教师活动设计 学生活动设计 一、引入新课 播放视频文件，内容包括：人通过收音机收听广播节目；用遥控器打开电视机；电视塔向全国各地传递电视节目信号；通过手机与别人联系；“勇气号”火星探测器向地球发回图像信号 教师：同学们，你们知道在这些现象中，人们是通过什么传递信号的吗？ 学生观看视频，思考。 通过阅读教材，或者根据以往经验，得出答案：通过电磁波传递信号。 二、认识电磁波 教师根据学生的回答，作出总结并提问：在以上现象中，人们通过电磁波进行联系。那么，什么是电磁波呢？它跟我们接触过的水波、声波有什么相同的地方？又有什么不同呢？ 教师：下面，就先让我们来认识，什么是电磁波。拿出一个收音机、一
3、根导线和一节电池。进行如教科书图 10 1 2 的实验，并让学生自己动手，“听一听”电磁波。实验中需注意：把收音机调至没有节目的位置。引导学生观察过程中的几个细节：什么时候，“听”到的电磁波信号最大？当导线与电池正极完全接触或者完全脱离时，电磁波信号如何？ 教师：电磁波其实并不神秘，刚才我们通过收音机收听到的就是电磁波。通过刚才我们的观察，你发现有什么规律呢？ 请一些学生进行回答。 教师总结：水波的形成，是因为波源位置的水面受到了扰动；声波的形成，是由于声源发生了振动。我们知道，电流周围存在磁场，如果电流发生了变化，它周围的磁场也会发生变化；而磁是能生电的这样循环下去，就形成了波动，这就是电磁
4、波。刚才的实验现象也清楚地告诉我们： 电流的变化，会激起电磁波。 解答学生的疑问。 学生进行思考，并作小范围的讨论。 学生参与此实验，动手操作，并考虑教师提出要注意的几个细节。 学生讨论，并得出一个粗浅认识：当导线刚刚接触或者刚刚脱离电池正极的时刻，电磁波信号最大。 学生对教师的总结提出自身疑问，请教师解答。 三、电磁波谱 展示水面的波动过程，以及简约的波动图像。 提问：这是水波的波动过程，当水面的这一点（波源）振动一个来回时，我们可以看到，整个波形向前移动了一定距离。物理上把这个距离称为“波长”，而把单位时间波源振动的次数称为“频率”，在声学的学习中，我们已经接触到了这些概念。那么电磁波也是
5、一种波动，它的“波长”和“频率”是多少呢？ 教师：带着这个问题，我们再来仔细观察我们手上的收音机。 展示手中的收音机，并引导学生观察外壳上标注的数字。 提问：这些数字表示的什么意思呢？ 转动调谐按钮，并收听到一个电台节目。（最好是自己知道这一节目的频率，如中央人民广播电台，中波 1161 kHz ） 教师：收音机是一个接收电磁波的装置，它能够接收一定频率范围内的电磁波。载有不同广播节目的电磁波信号的频率是不一样的，我们在收音机的外壳上看到的刻度盘，标注的就是电磁波的频率。我们现在收听的节目来自中央人民广播电台，它的信号频率是 1161 kHz 。 提问：由此，大家想想，电视节目的频道是什么回事
6、呢？ 学生思考 , 阅读教科书内容并讨论。 学生此时得到的答案一般是盲目的。 学生观察，并猜测。 提出自己的疑问。 学生回答：各个频道的电磁波频率也不一样。 教师：电磁波的波动是有频率的。我们根据频率，把声波分为了哪三部分？ 教师：那么，根据频率划分，你知道吗，电磁波是一个庞大的家族。 展示电磁波谱（教材图 10 1 5 ）、可见光光谱。 教师：这是电磁波的家谱。根据频率，也就是单位时间内振动次数的多少。射线每秒钟振动 10 的 20 次方次，是老大； X 射线每秒钟振动 10 的 18 次方次；紫外线每秒钟振动次数是 10 的 16 次方。我们日常接触的可见光也属于电磁波，它每秒的振动次数大
7、约 10 的 15 次方到 14 次方之间。而用来传递广播、电视信号的电磁波我们常称为“无线电波”，它们每秒振动 1011 到 104次，甚至更少 教师：（引导学生与声波类比），在空气中，超声波、可听声和次声波的传播速度一样吗？ 教师：（引导学生与可见光波类比，以求外延至电磁波）蓝光、红光、紫光，它们在真空中的传播速度是一样的吗？ 教师：可见光是电磁波的一种，不同颜色的光频率不同，但是它们在真空中的传播速度是一样的。而频率与可见光不同的其他电磁波，它们在真空中的传播速度也和各种颜色的光一样，以 c 3.0 105 km/s 的速度传播。 教师：在前面，我们提到了“波长”的概念、“频率”的概念，
8、现在又知道了波的传播速度，根据它们的具体意义，大家能够分析出它们三者的关系吗？ 根据学生的回答，总结出 c f ，并说明其中的含义。可以顺便指出，这个式子不仅对电磁波是适用的，对所有的波动，如声波、水波等等，都是适用的。 教师：弄清楚这个式子，我们就可以知道，载有中央人民广播电台第一套节目的电磁波信号的波长了。教师：所谓的中波、短波收音，根据的就是波长的长短来区分的。 学生回答：次声波、可听声和超声波。 学生观察光谱图并思考。学生回答：一样。 学生提出自身疑问，供教师解答。学生以四个人为一组，展开讨论，分析这三个较为陌生概念之间的联系。 学生计算根据公式，计算出其波长。 四、电磁波与我们的生活
9、 教师：电磁波这个大家族，极大地改变了我们的现代生产、生活。正如声波可以传播能量和信息一样，电磁波也具有能量，可以传递信息，并且它传递信息的本领非同小可。现在人们把电磁波广泛地应用于各个领域。 根据教材图 10 1 6 予以简单介绍。 教师：大家还能举出更多的关于电磁波应用的例子吗？纠正学生的错误回答，对正确的举例予以肯定。 讨论、思考并举例。 五、课堂小结 本节课我们认识了电磁波这个大家族，并了解了它的家谱，知道电磁波和声波一样，具有频率，可以按照频率“论资排辈”。另外，电磁波的应用非常广泛，我们将在下一节课中给同学们展示一张广阔的电磁波应用图景。 六、课后练习 完成练习册。 【板书设计】第1节 神奇的电磁波1、认识电磁波 3、电磁波与我们的生活水波相似 应用2、电磁波谱 了解不同波的特性及用途 光c=f【教学反思】
