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物理电磁波教案

时间:2024-04-23 10:41:36
物理电磁波教案

物理电磁波教案

作为一名教学工作者,通常需要准备好一份教案,编写教案有利于我们准确把握教材的重点与难点,进而选择恰当的教学方法。那么你有了解过教案吗?以下是小编收集整理的物理电磁波教案,仅供参考,欢迎大家阅读。

物理电磁波教案1

(一)教学目的

1.使学生知道当导体中有迅速变化的电流时,周围空间会有电磁波向外传播,借助于电磁波可以传输信号。

2.使学生知道电磁波的频率、波长的初步概念,能记住波长和频率的关系,能记住电磁波在空气中的传播速度。

(二)教具

粗棉绳一根(用5根粗棉线搓在一起构成)、金属锉刀一把、电池、导线、半导体收音机一台、画有收音机刻度板的小黑板。

课前要求有条件的学生自带一个小半导体收音机。

(三)教学过程

1.电磁波

用类此推理的方法,由机械波引出电磁波。

我们把导体中迅速变化的电流在周围空间产生的波叫做电磁波(板书)。

无线电通信正是利用电磁波来传输信号的。

2.电磁波的频率

就水面波来说,振源(木杆)每上下振动一次,水面上就出现一个波峰(凸起部分)和一个波谷(凹下部分)。在1秒钟内木杆振动的次数越多(即振动越快),水面上出现的波峰(或波谷)数也越多。

我们再观察一下绳上形成的波。

演示用手捏住竖直下垂绳子的上端,沿水平向左右先后做快慢不同的振动,可以看到,当振动较快时,从绳子上端每秒钟出现的波峰(或波谷)数较多;当振动较慢时,从绳子上端每秒钟出现的波峰(或波谷)数较少。

在以上情况下(指水波和绳上形成的波),1秒内出现的波峰(或波谷)数,叫做频率。它的单位名称叫赫兹(Hz),简称赫,常用频率单位还有千赫(kHz)和兆赫(mHz)。

1千赫=103赫

1兆赫=106赫

跟水波和绳上形成的波类似,电磁波也有自己的频率,电磁波的频率由电路中每秒电流变化的次数(或说每秒种电流振荡的次数)决定。

3.电磁波的波长

像前面那样,再做一次用绳子形成波的演示,让学生仔细观察:当改变振动的快慢时,不但波的频率发生改变,而且相邻两个波峰(或波谷)间的距离也不相同。

相邻两个波峰(或波谷)的距离,叫做波长。

由上面的演示还可看出,手捏住绳第一次振动出现一个波峰,第二次振动又出现一个波峰,而此时第一个波峰已向下传播了一段距离,这个距离恰好是一个波长。因此,也可以说波长等于每振动一次波峰沿波的传播方向传播的距离。波长的单位是米。

电磁波也有自己的波长,电磁波的波长表示电磁波每振动(或说振荡)一次传播的距离。

4.波长、频率、波速三者间的关系

波速表示波传播的快慢,由教材上水波在1秒内传播的波形图可以知道:

波速=波长×频率

对电磁波来说,同样有

波速=波长×频率

电磁波的波速和光速相同,在空气或真空中每秒传播的距离约30万千米,记为3×108米/秒。在空气或真空中,各种频率的电磁波的波速是相同的,所以,频率越高的电磁波,它的波长就越短。

指导学生阅读教材上的电磁波(无线电波)波段划分表。

5.布置作业

课外观察一台多波段收音机的选台指示盘,注意看各波段都在哪些频率范围和波长范围?把对应的波长和频率相乘,看看是不是等于光速?

(四)设想、体会

电磁波一节的教案,以演示为基础,有意识地突出振动和波的形成的关系。通过观察分析水波和绳上形成的波,让学生初步了解波的频率和波长的物理意义,再运用类比方法引出电磁波的频率和波长,以及波速、波长、频率三者间的关系,并注意引导学生初步建立在空气或真空中电磁波的波速与光速相同的观念。

物理电磁波教案2

教学目标:

1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。

2、 了解电磁场在空间传播形成电磁波。

3、 了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。体会两位科学家研究物理问题的思想方法。

教学过程:

一、伟大的预言

说明:法拉第发现电磁感应现象那年,麦克斯韦在苏格兰爱丁堡附近诞生,从小就表现出了惊人的数学和物理天赋,他从小热爱科学,喜欢思考,1854年从剑桥大学毕业后,精心研读了法拉第的著作,法拉第关于“场”和“力线”的思想深深吸引了麦克斯韦,但麦克斯韦也发现了法拉第定性描述的弱点,那就是不能定量的描述电场和磁场的关系。因此,这位初出茅庐的科学家决定用他的数学才能来弥补。1860年初秋,麦克斯韦特意去拜访法拉第,两人虽然在年龄上相差四十岁,在性情、爱好、特长方面也迥然各异,可是对物质世界的看法却产生了共鸣。法拉第鼓励麦克斯韦:“你不应停留在数学解释我的观点”,而应该突破它。

说明:麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果,结合了自己的创造性工作,最终建立了经典电磁场理论。

说明:法拉第电磁感应定律告诉我们:闭合线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流,我们知道电荷的定向移动形成电流,为什么会产生感应电流呢?一定是有了感应电场,因此,麦克斯韦认为,这个法拉第电磁感应的实质是变化的磁场产生电场,电路中的电荷就在这个电场的作用下做定向移动,产生了感应电流。即使变化的磁场周围没有闭合电路,同样要产生电场。变化的磁场产生电场,这是一个普遍规律

说明:自然规律存在着对称性与和谐性,例如有作用力就有反作用力。既然变化的磁场能够产生电场,那么变化的电场能否产生磁场呢?麦克斯韦大胆地假设,变化的电场能够产生磁场。

问:什么现象能够说明变化的电场能够产生磁场?(例如通电螺线管中的电流发生变化,那么螺线管内部的磁场要发生变化)

说明:根据这两个基本论点,麦克斯韦推断:如果在空间在空间某区域中有不均匀变化的电场,那么这个变化的电场能够引起变化的磁场,这个变化的磁场又引起新的变化的电场.........这样变化的电场引起变化的磁场,变化的磁场又引起变化的电场,变化的电场和磁场交替产生,由近及远传播就形成了电磁波。

二、电磁波

问:在机械波的横波中,质点的振动方向和波的传播方向之间有何关系?(两者垂直)

说明:根据麦克斯韦的理论,电磁波中的电场强度和磁感应强度互相垂直,而且两者均与电磁波的传播方向垂直,电磁波是横波。

问:电磁波以多大的.速度传播呢?(以光速C传播)

问:在机械波中是位移随时间做周期性变化,在电磁波中是什么随时间做周期 ……此处隐藏6292个字……称作“无线电通信”。那么,无线电通信是怎样传输信号的呢?今天我们就来学习这方面的简单知识。

3.进行新课

板书:

(1)演示实验

①手持小木棍,让木棍下端接触水槽水面,使同学们看到,水面上有一圈圈凸凹相间的状态从木棍接触水面处向外传播,形成了水波。

②音叉(或其他发声体)振动时,在空气中会有疏密相间的状态向外传播,形成声波。声波看不见,摸不到,但声波传到我们的耳朵,会引起鼓膜振动,使我们产生听觉。

总结以上实验(和其他事例)得出结论:

板书:

(2)电磁波

板书:

电磁波看不到,摸不着,我们可以通过实验来间接观察它的存在。

演示课本上图13—2的实验,实验后让学生阅读课本上“实验”后的两个自然段,再提出以下问题让学生回答。

①为什么会发生这种现象?

②举出日常生活中发生的类似的现象。

教师归纳小结,讲解电磁波的初步知识,并说明间接观察是物理学常用的研究方法(如借助小磁针可以间接地研究磁场)。

(3)电磁波的频率和波长

讲解课本图13—3水波在1秒内传播的波形图,结合小木棍振动时产生水波的演示实验说明:

①波峰与波谷的概念;

②在1秒内出现的波峰数(或波谷数)叫水波的频率;频率的单位叫做赫兹,简称赫。常用的频率单位是千赫和兆赫。

板书:<1千赫=103赫,1兆赫=106赫>

③波长与波速的概念;

④分析得出:波速与波长和频率的关系。

板书:

类似于水波,电磁波也有自己的频率和波长,也同样可以用波形图来描述,讲解课本图13—4频率不同的电磁波的波形图。需要说明以下二点:

①电磁波的频率等于产生电磁波的振荡电流的频率。

②电磁波频率、波长与波速的关系。

板书:

电磁波在空间是向各个方向传播的,德国物理学家赫兹用实验证实,电磁波的传播速度等于光速。

板书:

注意:不同频率(或不同波长)的电磁波的传播速度都相同,所以频率较大的电磁波,波长较短。

例:我国第一颗人造地球卫星采用20.009兆赫和19.995兆赫的频率发送无线电信号,这两种频率的电磁波的波长各是多少?(光速为2.9979×108米/秒)

(答案:波长分别为14.983米和14.993米)

由于电磁波的频率和波长各不相同,所以在我们周围空间里存在着形形色色的电磁波。按照课本上的图表,介绍无线电通信所用的电磁波(也叫无线电波)的几个波段。

4.小结(略)

5.想想议议:教师演示并提出问题。

打开半导体收音机,调到一个没有电台的地方,使收音机收不到电台的广播。然后开大音量,让收音机靠近220伏特的交流电线,从收音机会听到“杂音”。这是为什么?

6.布置作业

(1)阅读课本上的阅读材料:无线电波的传播途径。

(2)阅读本节教材。

(四)说明

1.本节内容知识多,范围广,要注意掌握教学要求,使初中学生常识性了解电磁波的有关知识,如波长、频率、波速等。有些知识只宜点到为止,不能求深求全。

2.用“类比”水波的办法通俗讲解波的形成和波长、频率、波速的概念;用半导体、钢锉、电池、导线演示电磁波的存在是本节教学的关键。

注:本教案依据的教材是人教社初中物理第三册。

物理电磁波教案7

【教学目标】

(一)知识与技能

1.了解电磁波谱的构成,知道各波段的电磁波的主要作用及应用。

2.知道电磁波具有能量,是一种物质。

3.了解太阳辐射。

(二)过程与方法

通过查阅与电磁波谱中各种频段波的应用相关的资料,培养学生收集信息,加工处理信息的能力。

(三)情感、态度与价值观

体会电磁波的应用对现代社会的影响,明确不同的电磁波具有的不同用途和危害,感悟现代科技的正反两个方面,培养辩证唯物的价值观。

【教学重点】红外线、紫外线、X射线、γ射线的特点及应用。

【教学难点】电磁波的能量。

【教学方法】教师引导,学生阅读讨论

【教学用具】投影仪,幻灯片。

【教学过程】

(一)引入新课

师:电磁波的范围很广。我们通常所说的,无线电波、光波各种射线,如红外线、紫外线、X射线、γ射线等,都是电磁波。我们把各种电磁波按照波长或频率大小的顺序排列成谱,就叫电磁波谱。这节课我们就来学习电磁波谱中各种电磁波的特点和主要作用。

(二)进行新课

1.电磁波谱

(投影)

师:请同学说出电磁波家族中,主要有哪些种类?波长最长的是什么?波长最短的是什么?他们主要在哪些方面有应用?

学生观察图谱,发表见解。

生:电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。波长最长的是无线电波中的长波。波长最短的是γ射线。

师:下面我们依次认识这些电磁波的特点和应用。

2.无线电波

教师提出问题,引导学生通过看书,讨论并回答问题(培养学生的阅读能力)

(1)无线电波的波长范围?(2)无线电波有哪些主要应用?

3.红外线

阅读教材,回答问题:

(1)红外线的波长介于哪两种电磁波之间?(2)红外线的主要特点是什么?

(3)红外线的主要应用有哪些?

4.可见光

阅读教材,回答问题:

(1)可见光的波长范围?(2)可见光包括哪几种颜色的光?

(3)天空为什么看起来是蓝色的?傍晚的阳光为什么比较红?

5.紫外线

阅读教材,回答问题:

(1)紫外线的波长范围?(2)紫外线有什么特点?(3)紫外线有哪些应用?

6.X射线和γ射线

阅读教材,回答问题:

(1)这两种射线的波长有何特点?(2)X射线和γ射线有什么特点?

(3)X射线和γ射线有哪些主要用?

7.电磁波的能量

阅读教材,回答问题:

(1)哪些证据能够说明电磁波具有能量?(2)怎样理解电磁波是一种物质?

8.太阳辐射

阅读教材,回答问题:

(1)从太阳辐射出来的电磁波有哪些种类?

(2)太阳辐射的能量主要集中在哪些区域?在哪一个波段附近能量最强?

(三)课堂总结、点评

本节课学习电磁波谱的构成,了解了各种电磁波的特点和主要应用。

(四)课余作业

1.完成P102“问题与练习”中的题目。

2.阅读P101“科学漫步” 。

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