初中北师大版一 电磁波教学设计

　怎样传递信息——通信技术简介

第1节　电磁波

教学目标

【知识与技能】

1．知道波能够传播周期性变化的运动形态、能量以及信息．

2．了解振动的振幅、周期与频率，波长与波速的物理意义．

【过程与方法】

结合生活，了解电磁波的存在．

【情感、态度与价值观】

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．

重点难点

【重点】

“了解电磁波”并知道电磁波的存在及其传播是本节的重点．

【难点】

波的传播及相关特征的教学是本节的难点．

教学过程

知识点一　电磁波的产生

【自主学习】

阅读课本P170－172，完成以下问题：

1．γ射线、Χ射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波等都是电磁波．

2．电磁波能在真空传播．

【合作探究】

实验　电磁波的产生

广播电台、电视台和移动通信都利用电磁波传递信息，微波炉利用电磁波加热食物，电磁波与我们的生活密切相关，那么什么是电磁波呢？电磁波又是怎样产生的呢？

1．实验目的：探测电磁波的产生．

2．实验猜想：电磁波的产生可能与电流的变化有关．

3．实验器材：收音机、手电筒、干电池、台灯．

4．设计与进行实验：①打开收音机的开关，将旋钮调到没有台的位置，并将音量放大．②如下图甲、乙所示，用一只老式手电筒靠近收音机，一下一下按动它的开关；然后又将收音机贴近一个调光台灯，旋动调光旋钮使灯光变亮．

甲　　　　　　　乙

5．实验现象：图甲中电路接通和断开时，收音机里发出“咔、咔……”声；图乙中台灯亮度变化时，收音机发出持续的“嘎、嘎……”声．

6．实验结论：变化的电流能在周围的空间中产生电磁波．

探究一　振荡电流

1．什么是振荡电流？

答：振荡电流是一种周期性变化的电流．

2．振荡电流变化的快慢用什么表示？

答：变化的快慢用频率表示．频率的国际单位是赫兹(Hz)；常用单位：千赫(kHz)、兆赫(MHz)、吉赫(GHz)．单位换算：1 kHz＝103 Hz,1 MHz＝106 Hz,1 GHz＝109 Hz.

探究二　电磁波谱

1．电磁波家族有哪些成员？

答：电磁波是一个大家族．红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线、无线电波等都属于电磁波，电磁波谱如图所示．

2．我国无线电波频段是怎样分配的？

答：见下表

3.电磁波在生活中有哪些应用？

答：(1)医学上用γ射线做脑手术，γ射线(γ－ray)是放射性物质发出的电磁波，波长在2×10－10 m以下，是一种能量很大的光子流．在医疗上用γ射线作为“手术刀”来切除瘤叫做γ刀，有很好的治疗效果．(2)X射线在医学上、工业中有广泛的应用，1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时，发现阴极射线(高速电子流)射玻璃壁上，管壁会发出一种看不见的射线，伦琴把它叫做X射线．(3)用紫外线杀菌．(4)红外线遥控器．(5)无线电波在生活中、生产中、军事上都有应用．

【教师点拨】

物理学的研究表明，只有频率很高的电流产生的电磁波才能传到远方，因此表示电磁波的频率要用较大的单位，如千赫(kHz)、兆赫(MHz)、吉赫(GHz).

【跟进训练】

以下关于电磁波的说法不正确的是(　B　)

A．无线通信是用电磁波进行传播

B．医院B超发出的超声波是电磁波

C．遥控器发出的红外线是电磁波

D．透视使用的X射线是电磁波

知识点二　电磁波的传播

【自主学习】

阅读课本P172－173，完成以下问题：

1．波传播的快慢用波速描述，电磁波传播的速度等于光速c＝3×108m/s.

2．波长是相邻两个波峰(或波谷)间的距离，用字母λ表示，单位是米．

3．波速、波长与频率的关系为c＝λf.

【合作探究】

1．声波的传播需要介质，电磁波的传播也需要介质吗？

答：电磁波可以在真空中传播，电磁波的传播不需要介质．

2．电磁波的传播速度是多少？

答：研究表明，电磁波在真空中传播的速度约为3×108 m/s.在空气中传播的速度与在真空中非常接近．

3．什么是电磁波的波长？

答：相邻两个波峰或波谷间的距离叫作波长(λ)．

4．波长(λ)、频率(f)与波速(c)的关系是怎样的？

答：波长、波速与频率的关系：c＝λf.

知识拓展　雷达和隐形飞机

雷达是一种利用电磁波的反射来侦测目标的专业设备．它同时具有发射和接收电磁波的功能，工作原理如图所示．

天线发射出定向的电磁波脉冲，遇到目标时被反射回来，再被天线接收．依据反射波的方向和反射脉冲相对于发射脉冲延迟的时间，就可以测定目测的方位和距离．

隐形飞机的“隐形”是指让雷达无法侦察到飞机的存在．其通过降低飞机的雷达波发射截面，并采用平滑的气动外形、能够吸收雷达电磁波的材料和涂料等．以及通过大幅度减少喷气式发动机喷口的红外辐射和采用可见光发射率低的表面涂料等方式来避开红外线和光学测探．

【教师点拨】

1．电磁波的波速一定(在同种介质中)，所以电磁波的波长和频率成反比．波长越长，频率越低；反之，波长越短，频率越高．

2．波的频率越高，传递的信息量越大．

【跟进训练】

一种电磁波的波长是200 m，它表示(　D　)

A．这种电磁波能传递的距离是200 m

B．这种电磁波1 s能传播200 m

C．这种电磁波1 s内出现200个波峰和波谷

D．这种电磁波两个波峰之间的距离是200 m

课堂小结

1．电磁波的产生

(1)电磁波的产生

(2)振荡电流

(3)电磁波谱

2．电磁波的传播c＝λf

练习设计

完成本课对应训练．

温馨提示：实验视频见课件．