电磁波及其传播
教学目标
⑴认识波的基本特征,知道波能够传播周期性变化的运动形态、能量、以及信息。
⑵了解振动的振幅、周期与频率,波长与波速的物理意义,知道它们是描述波的性质的物理量,知道波长,频率与波速的关系。
⑶了解电磁波的意义,体验电磁波的存在。了解电磁波可以在真空中传播的特性,知道电磁波在真空中传播的速度。了解电磁屏蔽。
⑷知道电磁波谱,了解电磁波的应用及其对人类生活和社会生活发展的影响。
(5)实验观察。在观察演示实验的现象的基础上,归纳出波的基本特征;了解电磁波的存在;电磁屏蔽等现象。
(6)阅读(或陈述)了解。对波的周期、频率,电磁波的意义及电磁波谱等物理知识采用阅读的方法获取。
(7)图像意义分析。在学习波的特征的知识时,从对波形图的分析上入手,建立起振幅、波长等概念。
引发学生对波动现象的好奇心。引导和培养学生仔细观察实验现象并尝试归纳现象的学习习惯,激发学生勇于探索的积极性。
在学习麦克斯韦、赫兹对电磁波研究的贡献中,体会理论研究和实验探索对物理学发展的重要性。
对“科学技术是一把双刃剑”,电磁波在被广泛应用,对人类作出巨大贡献的同时也存在着副作用——会产生电磁污染的现象引起关注。同时也是进行辩证法教育,让学生学会全面观察和看待问题。
教学重点
“了解电磁波”并知道电磁波的存在及其特性
教学难点
波的基本形态和特征的教学
突破重难点主要策略
本课采用以实验为主导的综合启发式教学,实验探究、 引导发现法、讲解法、关键点拨、练习巩固等相结合。
课前准备
1.电动小汽车,线控电动小汽车,遥控电动小汽车各一辆。
2. 细麻绳一根,纵波演示仪一架。长橡筋绳(或用松紧带代替)若干根。
3. 大玻璃水槽一只,细竹竿一根。
4. 收音机一架,电池一节,电线一小段。
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5. 电吹风一只,电视机一台。
6. 真空罩,抽气机一只,双频手机两只。
7. 纸盒、塑料盒、铁盒(或其他金属盒)各一只。
收集、查阅有关电磁波的产生,传播,电磁波谱,电磁波的应用介绍。电磁污染等有关资料。
一、引入新课
乌云密布,标志着大雨可能来临;课堂生举手,表明他要发言;蜜蜂跳8字舞,告诉同伴有蜜源……
二、新课教学
同学们,老师这里有三辆电动小汽车,现在老师分别开一下,请同学们进行观察,对比后说出它们的特点。
开动第一辆普通电池小汽车。
开动第二辆线操纵电动小汽车。
开动第三辆遥控电动小汽车。
认真观察实验,对三辆小汽车的运动,进行对比。
讨论后回答:
第一辆 无法对行驶过程进行操纵。
第二辆 虽然可以操纵,但操纵距离很短。活动范围很小。
第三辆 可以远距离操纵。活动范围很大。
引导:同学们说得很好,这说明我们可以用电磁波实现信息的传递。从而操纵小汽车。大到宇宙飞船也是用电磁波来进行操纵的。今天我们要学习的就是第二节电磁波及其传播
版书标题:二、电磁波及其传播
(一) 波的基本特征:
观察以下现象:
1.水波.(演示,实物投影)
问:哪儿是波源?它在怎样运动?
水波看上去有什么特点?
在教师的引导下,进行有目的的观察,
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2.演示:绳子抖动时形成的波
小实验:在桌面上来回快速抖动长橡筋绳,观察波的形态及传播。
问:看到了什么现象?
答:抖动形成的凸起迅速的传到另一端。
再利用课件播放视频,使学生能对现象有个长时间的再现。
观察课件的图像
回答感想:
找一找这二个波的共同点?
学生回答:
1.凹凸相间,向外传播
(版书)
1.凹凸相间,向外传播
3.演示:悬挂着的弹簧受到撞击显示的情形(或视频)
问题:这个波的特点是什么相间?
学生观察后回答。
疏密相间,向另一端传播。
好,我们再仔细的看一段课件。找出这种二种波的共同特征来。
(视频:横波和纵波的课件)
归纳:都是传递周期性变化的运动形态。
播放波形图的课件。
介绍波形图,引出波的特征物理量:(定义、字母、单位、)
设问:波源振动的平衡位置在哪里?图中所示振动的振幅是多大?
结合图形进行理解性记忆。
学生回答:
波形图中的平衡位置
图中振动的振幅是……
“我”抖动橡筋是振幅大约是……
1.振幅:(A)表示振源偏离平衡位置的最大距离。
单位:米(m)
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2.周期:(T)振源振动一次所需要的时间
单位:秒(s)
布置小实验
进行小实验:
利用手表计时,记录自己抖动橡筋二十次所需的时间。算出周期。
3.频率:(f)波源每秒内振动的次数。
单位:赫兹(Hz)
导出周期与频率的关系式:
f=1/ T
5.波长:(λ)波在一个周期内传播的距离。
单位:米(m)
指导学生从图形上认识波长。
6.波速:(v)波传播的速度。
单位:米/秒(m/s)
波速的公式:v=λ/ T
或v =λf
练习:有一列波的频率是200Hz,波长为0.4m,这列波的传播速度是多大?
答:v =λf =0.4m×200Hz=80m/s
(二)了解电磁波
播放电磁波被预言和被证实的资料。
1.介绍:
1864年麦克斯韦建立了电磁场理论,预言了电磁波的存在。1888年赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。
电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。
2.活动:
验证电磁波的存在
实验一:在打开的电视机前方接通电吹风电源,观察到什么现象。
答:观察到电视画面出现雪花
实验二:⑴打开收音机的开关,将旋钮调到没有电台的位置,并将音量开大。
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⑵取一节旧的干电池和一根导线,靠近收音机。将导线的一端与电池的一极相连,再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触。
⑶你从收音机里听到了什么?这是为什么?
让学生通过思考,得出变化的电流能产生电磁波的结论。
电磁波速:
例题:中央电视台第一套节目的波长为5.71m,频率为52.5MHz.试求电磁波的传播速度(1MHz=106Hz)
解:v =λf =5.71×52.5×106m/x≈3.0×108m/s.
总结:电磁波速为3.0×108m/s.与光速是相同的。
介绍:根据麦克斯韦电磁场理论,光波属于电磁波。
引导:我们知道了我们周围存在着大量的电磁波,那么这些电磁波有些什么特点呢?
将学生的疑问写在黑板上。
1.电磁波能在真空中传播吗?
2.电磁波能被阻挡(屏蔽)吗?
针对学生的疑问引导其设计实验验证。
针对问题进行实验设计:
设计1:把手机放在真空罩子里,看手机能不能接收到信号。
2.同理,放在不同的盒子里,看能不能接收到信号。
观察实验现象,得出结论。
1.电磁波能在真空中传播,(或电磁波传播不需要介质)
2.金属容器能屏蔽电磁波针对同学们的设计开展实验。
结论:
⑴电磁波能在真空中传播。
⑵金属容器能屏蔽电磁波。
设问:为什么在建筑物中或在电梯中,手机信号有时很不好呢?
转承语:刚才我们说过电磁波的速度和光速一样,还说了光波其实就是电磁波。那还有哪些也属于电磁波电磁波谱:
指导学生看书:69页图17-17电磁波谱,了解:
各谱段的名称,和对应的频率波长情况。
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和电磁波的应用。
师生互动:
适当介绍电磁波的一些应用。
介绍:电磁污染。
见附件《电磁波的危害》
三、布置作业:
完成补充习题40——42页的电磁波及其传播
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