《电磁波与信息化社会.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电磁波与信息化社会.docx（11页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、电磁波与信息化社会电磁波教案184电磁波一、教学目标1了解电磁波的产生和放射，知道电磁波是横波2知道电磁波在真空中的传播速度，知道公式v=f也适用于电磁波。二、教学重点：有关电磁波的简洁计算三、教学难点：电磁波的产生四、教学方法：启发式综合教学法五、教学过程（一）引入新课上节课我们学习了有关电磁场的学问，知道了麦克斯韦电磁场理论的两大支柱，即改变的磁场能产生电场，改变的电场能产生磁场。改变的电场和改变的磁场是相互联系的，形成一个不行分别的统一体，这就是电磁场。电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。这节课我们就学习有关电磁波的学问。（二）进行新课1电磁波的产生（1）一般LC振荡电路不能有效地放
2、射电磁波在一般LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡过程中，电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的，辐射出去的能量很少。不能有效地放射电磁波2放射电磁波的条件要有效地向外放射电磁波，振荡电路要满意如下条件：（1）要有足够高的振荡频率。（2）振荡电路的电场和磁场必需分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传播出去。引导学生探讨：如何改造一般的LC振荡电路，才能使它能够有效地放射电磁波？师生一起探讨后，引出开放电路的概念。将闭合电路变成开放电路就可以有效地把电磁波放射出去。3电磁波的特点师生一起探讨、归纳电磁波的特点：（1）电磁波是横波。电
3、磁波中的电场和磁场相互垂直，电磁波的传播方向与二者的方向也垂直。（2）电磁波在空间以肯定的速度传播，（3）电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度，即c=3.0108m/s（4）电磁波的传播过程就是电磁能的传播过程。（5）电磁波是物质波，真空中也能传播，能独立存在（与机械波不同）（6）具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性【例题】一台收音机的接收频率范围从f1=2.2MHz到f2=22MHz；设这台收音机能接收的相应波长范围从1到2，那么波长之比为1:2=_：_（三）布置作业：练习二（2）（3）做在作业本上电磁波电磁波 课时支配：l课时 教具学具：220V沟通电源、变压器、小灯泡 师
4、生互动活动设计： 老师先通过试验引入，启发学生思索、想象，总结麦克斯韦理论，再利用哲学中相互联系的规律理解驾驭电磁场理论结合课本讲解电磁波概念，类比机械波，理解电磁波传播规律 教学步骤： 一、引言：人类相识客观世界，发觉新的事物，常有两种方式，一种是从生产实践、科学试验中视察分析后发觉新的事物，另一种是从科学理论动身，预言新的事物存在电磁波的发觉，属于后一种麦克斯韦从电磁场理论动身，运用了较为深邃的数学工具，得到了描述电磁场特性的规律，并预言了电磁波的存在10年后，他的学生赫兹用试验方法证明了麦克斯韦的宏大预言，放射并接收了电磁波，从而开创了无线电技术的新时代我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的
5、这个理论 二、教学过程 l、麦克斯韦的理论要点一：改变的磁场产生电场 演示试验 装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间改变时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光 （1）线圈中产生感应电动势说明白什么？ 麦克斯韦认为改变的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场（涡旋电场）在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流 （2）假如用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？ 引导学生思索后回答，有电场、无电流 （3）想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？（有） （4）总结说明，麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，改变的磁场同样在四周空间产生电场，即这
6、是 一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关 2、改变的电场产生磁场 我们知道，电流四周存在着磁场，麦克斯韦探讨了电现象和磁现象的相像和联系经过反复思索提出一个假设，改变的电场产生磁场 这一点，我们从哲学上知道，事物之间是相互联系的，可以相互转化 比如依据麦克斯韦的理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板问周期性改变着的电场四周也要产生磁场 3、电磁场、电磁波 （l）概念 麦克斯韦依据自己的理论进一步预言，假如在空间某域中有周期性改变的电场，那么，这个改变的电场就在它四周空间产生周期性改变的磁场，这个改变的磁场又在它四周空间产生新的周期性改变的电场可见，改变的
7、电场和改变的磁场是相互联系的，形成一个不行分别的统一体，这就是电磁场，这种改变的电场和改变的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向四周空间传播见课本图1910，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波 （2）电磁波的特点 是横波：用课本P270图1910说明 是物质波，真空中也能传播，能独立存在（与机械波不同） 具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性 （1）波速公式（） 电磁波在真空中速度等于光速 三、总结、扩展 麦克斯韦的电磁场理论 1、改变的磁场能够在四周空间产生电场，改变的电场能够在四周产生磁场 2、匀称改变的磁场，产生稳定的电场，匀称改变的电场，产生稳定的磁场这里的“匀称变 化”指在相等
8、时间内磁感应强度（或电场强度）的改变量相等，或者说磁感应强度（或电场强度）对时间改变率肯定 3、不匀称改变的磁场产生改变的电场，不匀称改变的电场产生改变的磁场 4、振荡的（即周期性改变的）磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场 5、改变的电场和改变的磁场总是相互联系着，形成一个不行分别的统一体，这就是电磁场，向四周空间传播就是电磁波 四、板书设计 电磁场电磁波 一、麦克斯韦电磁场理论 1、改变的磁场产生电场 2、改变的电场产生磁场 3、电磁场的概念 二、电磁波 1、电磁波的产生 2、电磁波的特点 电磁场和电磁波 中学物理教案电磁场和电磁波一、导引人类相识客观世界，发觉新的事物
9、，常有二种方式，一种是从生产实践，科学试验中视察分析后发觉新的事物，另一种是从科学理论动身，预言新的事物存在，电磁波的发觉，属于后一种。麦克斯韦从电磁场理论动身，运用了较为深邃的数学工具，得到了描述电磁场特性的规律，并预言了电磁波的存在。10年后，他的学生赫兹用试验方法证明了麦克斯韦的宏大预言，放射并接收了电磁波，从而开创了无线电技术的新时代。我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论。 二、授课1麦克斯韦的理论要点一，改变的磁场产生电场演示试验装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间改变时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。(1)线圈中产生感应电动势说明白什么？麦克斯韦认为改
10、变的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。(2)假如用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？引导学生思索后回答，有电场、无电流。(3)想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？(有)(4)总结说明，麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，改变的磁场同样在四周空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。 2改变的电场产生磁场我们知道，电流四周存在着磁场，麦克斯韦探讨了电现象和磁现象的相像和联系。经过反复思索提出一个假设，改变的电场产生磁场。这一点，我们从哲学上知道，事物之间是相互联系的，可
11、以相互转化。比如依据麦克斯韦的理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性改变着的电场四周也要产生磁场。 3电磁场、电磁波(1)概念麦克斯韦依据自己的理论进一步预言，假如在空间某域中有周期性改变的电场，那么，这个改变的电场就在它四周空间产生周期性改变的磁场，这个改变的磁场又在它四周空间产生新的周期性改变的电场。可见，改变的电场和改变的磁场是相互联系的，形成一个不行分别的统一体，这就是电磁场，这种改变的电场和改变的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向四周空间传播。见课本6-7图，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。(2)电磁波的特点是横波是物质波，真空中也
12、能传播，能独立存在(与机械波不同)具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性（3）波速公式cfc为真空中速度，电磁波在真空中速度等于光速。无线电技术中运用的电磁波叫无线电波，见课本表格介绍。 三、扩展麦克斯韦的电磁场理论三点1改变的磁场能够在四周空间产生电场，改变的电场能够在四周空间产生磁场。2匀称改变的磁场，产生稳定的电场，匀称改变的电场，产生稳定的磁场。这里的“匀称改变”指在相等时间内磁感应强度(或电场强度)的改变量相等，或者说磁感应强度(或电场强度)对时间改变率肯定。3不匀称改变的磁场产生改变的电场，不匀称改变的电场产生改变的磁场4振荡的(即周期性改变的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电
13、场产生同频率的振荡磁场。5改变的电场和改变的磁场总是相互联系着，形成一个不行分别的统一体，这就是电磁场，向四周空间传播这就是电磁波。 四、学生活动设计通过视察试验，发挥想象实力，画出改变磁场产生的电场的电场线。2总结机械波与电磁波的联系与区分 五、板书设计电磁场和电磁波麦克斯韦电磁场理论1改变的磁场产生电场2改变的电场产生磁场3电磁场传播电磁波 电磁波的发觉第一节、电磁波的发觉教学目标：1、理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱：改变的磁场产生电场、改变的电场产生磁场。了解改变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试验在物理学发展
14、中的贡献。体会两位科学家探讨物理问题的思想方法。教学过程：一、宏大的预言说明：法拉第发觉电磁感应现象那年，麦克斯韦在苏格兰爱丁堡旁边诞生，从小就表现出了惊人的数学和物理天赋，他从小酷爱科学，喜爱思索，1854年从剑桥高校毕业后，细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，但麦克斯韦也发觉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确定用他的数学才能来弥补。1860年初秋，麦克斯韦特意去探望法拉第，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。法拉第激励麦克斯韦：“你不应
15、停留在数学说明我的观点”，而应当突破它。说明：麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的探讨成果，结合了自己的创建性工作，最终建立了经典电磁场理论。说明：法拉第电磁感应定律告知我们：闭合线圈中的磁通量发生改变就能产生感应电流，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？肯定是有了感应电场，因此，麦克斯韦认为，这个法拉第电磁感应的实质是改变的磁场产生电场，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。即使改变的磁场四周没有闭合电路，同样要产生电场。改变的磁场产生电场，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。既然改变的磁场能够产
16、生电场，那么改变的电场能否产生磁场呢？麦克斯韦大胆地假设，改变的电场能够产生磁场。问：什么现象能够说明改变的电场能够产生磁场？（例如通电螺线管中的电流发生改变，那么螺线管内部的磁场要发生改变）说明：依据这两个基本论点，麦克斯韦推断：假如在空间在空间某区域中有不匀称改变的电场，那么这个改变的电场能够引起改变的磁场，这个改变的磁场又引起新的改变的电场.这样改变的电场引起改变的磁场，改变的磁场又引起改变的电场，改变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：依据麦克斯韦的理论，电磁波中的电场强度和磁感应
17、强度相互垂直，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改变，在电磁波中是什么随时间做周期性改变呢？（电场强度E和磁感应强度B）三、赫兹的电火花说明：德国科学家赫兹证明白麦克斯韦关于电磁场的理论第一节、电磁波的发觉板书设计一、宏大的预言1、改变的磁场产生电场改变的电场产生磁场2、改变的电场和磁场交替产生，由近及远传播形成电磁波二、电磁波1、电磁波是横波，E和B相互垂直，而且两者均与电磁波的传播方向垂直2、电磁波以光速C传播）3、电磁波中电场强度E和磁感应强度B随时间做周期性改变三、赫兹的电火花赫兹证明白麦克斯韦关于电磁场的理论第11页 共11页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页第 11 页 共 11 页