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1、教学案例课题：电磁波的发现（教材：人民教育出版社出版的高二物理选修3-4）撰写人：卢 峰单 位：东平高级中学14.1 电磁波的发现新课标要求（一）知识与技能1知道麦克斯韦电磁场理论的两个基本观点：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。2知道电磁场在空间传播形成电磁波以及电磁波的特点。3知道赫兹实验及其重要意义。（二）过程与方法通过对电磁波发现过程的了解，认识规律的普遍性与特殊性，培养学生的逻辑推理和类比推理能力。（三）情感、态度与价值观培养学生崇尚科学、献身科学的精神。教学重点变化的磁场产生电场。教学难点变化的电场产生磁场。教学方法演示推理和类比推理教学用具：学生电源一台，电磁铁一块，多匝线
2、圈、灯座、小灯泡各一个，导线若干教学过程（一）引入新课师： “神舟六号”上天后，怎样与地面上的人联系呢？生：无线电波。师：无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等，传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。现代社会的各个部门，几乎都离不开“电磁波”， “电磁波”就是现代文明的神经中枢。那么，电磁波是什么？它是怎样产生的？它有什么性质？怎样利用它传递信号？这一章就要讨论这些问题。今天我们就从电磁波的发现开始学习。（二）进行新课1伟大的预言（教师首先向学生介绍麦克斯韦的生平简介，激发学生的好奇心和求知欲。）麦克斯韦（James Clark Mexwell，18311879）是英国的理论物理学家、数
3、学家。1831年6月13日生于英国爱丁堡。他的父亲是一个科学家，他从小就受到科学的熏陶，15岁时向英国皇家学会递交数学论文，发表在爱丁堡皇家学会学报上，第一次显露出他出众的才华。1847年，考入爱丁堡大学学习数学和物理学。1850年转入剑桥大学，1854年毕业后留校工作，18561865年，他先后在阿丁见大学和伦敦皇家学院任教。1871年，麦克斯韦任剑桥物理实验室主任，1874年，他主持建立的卡文迪许实验室竣工，任该实验室首任主任。1879年11月5日，麦克斯韦在剑桥逝世。麦克斯韦在电磁场理论方面的工作深受法拉第的影响.他信服法拉第的思想，决心为法拉第的场的概念提供数学方法的基础。尤其是他在伦
4、敦皇家学院任教期间，有机会拜访了法拉第以后，更加强了他的这种信念.年轻的麦克斯韦以他卓越的数学才能和严密的逻辑推理，对法拉第的直观形象的电磁场理论加以高度概括，并总结了当时电磁学的研究成果，建立了电磁场方程，确立了电磁场理论。师：我们现在粗略地介绍一下麦克斯韦的电磁场理论。 变化的磁场产生电场演示实验装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。提出问题小灯泡为什么能发光？学生回答由于交变电流产生的磁场在不断变化，所以穿过线圈的磁通量不断变化，在线圈中产生感应电动势，形成感应电流，小灯泡发光。继续提问电路（线圈）中的电荷为什么能够定向移动呢？
5、学生回答受电场力。教师总结麦克斯韦认为变化的磁场在空间产生电场。电路中的自由电荷就是在这个电场的作用下做定向运动，产生了感应电流。讨论（1）如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还有电流、电场吗？ （2）如果线圈不存在，线圈所在处的空间还有电场吗？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，变化的磁场同样在周围空间产生电场，这是一个普遍规律，跟闭合电路是否存在无关（如图甲、乙所示）。我们可以很自然的提出一个假设：变化的磁场产生电场。说明：在变化的磁场中所产生的电场的电场线是闭合的；而静电场中的电场线是不闭合的。 变化的电场产生磁场师：麦克斯韦根据电现象与磁现象的相似性和变化的磁场能产
6、生电场的现象，提出了另一个大胆的假设：变化的电场也能产生磁场。教师点拨：这个假设没有直接的实验做基础，它出于对自然规律的洞察力，是很大胆的，但却更有创造力。师：根据这两个基本论点，麦克斯韦推断：如果在空间某区域中有周期性变化的电场，那么，它就在空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场变化的电场和变化的磁场是相互联系着的，形成不可分割的统一体，这就是电磁场。2电磁波师：机械振动在介质中的传播形成机械波，电磁场在空中的传播会形成什么？生：电磁场在空中传播形成电磁波。师：机械波有横波和纵波之分，且能够传递能量；能发生反射、折射、干涉和衍射；靠介质传播，波速v=f
7、。类比机械波的特点，学生讨论电磁波具有的特点。师生共同得到电磁波的特点：（1）电磁波中的电场和磁场互相垂直，并且都与波的传播方向垂直，即电磁波是横波。光是一种电磁波。在前面学习的光的偏振现象已经证明了这一点。如上图所示。（2）电磁波可以在真空中传播，向周围空间传播电磁能，在传播过程中，电磁波能发生反射、折射、干涉和衍射。（3）三个特征量的关系：v=f。在真空中v=3.0108 m/s。师：麦克斯韦电磁场理论的建立具有伟大的历史意义，足以根牛顿力学体系相媲美，它是物理学发展史中的一个划时代的里程碑。3赫兹的电火花师：麦克斯韦的电磁场理论还只是一个预言。还有待于科学实验的证明。是赫兹把这个天才的预
8、言变成了世人公认的真理。（引导学生阅读教材，了解赫兹证实电磁波存在的探索历程）教师可以向学生介绍赫兹的生平简介（见附录），激发学生求知上进的热情，对学生进行物理情感教育。（三）课堂总结、点评本节主要学习了麦克斯韦电磁场理论的主要内容。知道了麦克斯韦电磁场理论的两大支柱：变化的磁场产生电场，变化的电场产生磁场。还知道了变化的电场和磁场相互联系，形成一个统一的场，即电磁场。电磁场由发生区域向远处的传播形成电磁波。电磁波中的电场与磁场相互垂直，且二者均与波的传播方向垂直，即电磁波是横波。课余作业完成P79“问题与练习”的题目。教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现
9、过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。学生素质的培养就成了镜中花，水中月。教学案例课题：电磁振荡（教材：人民教育出版社出版的高二物理选修3-4）撰写人：孔 兵单 位：东平高级中学14.2 电磁振荡一、教学目标1理解LC回路中产生振荡电流的过程了解电容器的充电、放电作用及电感阻碍电流变化的作用2会分析振荡电流变化过程中，电场能和磁场能的相互转化的规律，并会分析振荡电流在一个周期变化过程中，电容器上电荷的变化情况及电感线圈中电流的大小和方向的变化情况3知道阻尼振荡和无阻尼振荡的区别，以及振幅减小的原因4通过观察演示实验，概括出电磁振荡等概念，培养学生
10、的观察能力、类比推理能力，以及理解和概括能力二、重点、难点分析1先通过观察演示实验，总结得到几个基本概念：振荡电路，振荡电流，电磁振荡现象等这部分知识，基本概念很抽象，研究对象多是看不见摸不着的电磁场及其运动，理解起来也较为困难，所以做好演示实验是关键，再辅以类比推理和生动的比喻、描述，能增强可接受性2LC回路产生电磁振荡是本章本单元的重点，也是难点电磁振荡产生的物理过程较为抽象，所以重点应放在电路中电场能和磁场能的相互转化上；分析指出何时电场能转化为磁场能，何时磁场能转化为电场能；何时电场能最大，何时磁场能最大与之对应的也要指出电路里电流何时最大，何时为零其次还要明确电场能和磁场能相互转化的
11、条件是电感线圈的自感电动势的作用和电容器的充放电作用为了增强可理解性，此处可借助于单摆或弹簧振子的简谐运动来类比、形容电磁振荡过程中能量的转化情况三、教具1LC振荡电路演示仪（含晶体管振荡器）等2大屏幕示波器（用于观察振荡电流的波形）3如有条件，可用计算机和彩显，使用三维动画软件，模拟LC电路中的振荡过程四、主要教学过程（一）引入新课无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等，传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波现代社会的各个部门，几乎都离不开“电磁波”，可以说“电”作为现代文明的标志，“电磁波”就是现代文明的神经中枢，或者叫现代化的代名词那么，电磁波是什么？它是怎样产生的？就要从电磁振荡开
12、始学习（二）主要教学过程设计1电磁振荡（1）观察演示实验简介仪器：电磁振荡示教板，电感L、电容C；另附晶体管振荡器，市售40V干电池（可延长电流表指针往复摆动时间，达十几次以上）连接成如图1所示电路演示操作：先用40V电源（用6V电源也可）给电容C充电，若将开关S拨到a端提出问题：将会发生什么现象？它说明了什么？引导启发同学边看边想，电流表G指针为什么摆动？往复摆动说明通过G的电流有什么特点？在同学回答的基础上，总结得出几个概念：像这样产生的大小和方向交替变化的电流叫做振荡电流，能产生振荡电流的电路叫振荡电路，上面的LC回路叫LC振荡电路上述实验中，为什么电流表G指针往复摆动的幅度越来越小？如
13、果LC回路中无电阻，也没有其它形式的能量损失，则电流表的指针将一直摆动下去，可是实际中总有能量损失，要维持LC回路中一直有振荡电流，可借助于一种晶体管振荡器，不断地补充能量然后接上振荡器，再观察现象：最后，再将振荡电流信号取出，接在示波器上观察波形后，指出振荡电流是一种什么性质的电流？有何特点？它是怎样产生的？总结指出，振荡电流实质上就是前边学过的交流电，它也按正弦规律变化下面研究它的产生过程（2）电磁振荡的产生过程（可结合画图或投影幻灯，启发思考进行分析讲解）给电容C充电如图2所示，电容器中储存一定的电场能（E电）电容C放电如图3所示，电场能转化为磁场能：C上带电量、电场能（电压）逐渐减小（
14、降低），电路中的电流、磁场能则逐渐增大，请同学们想一下这样转化的条件是什么？为什么是“逐渐”的？随后指出这是由于电容器C的放电作用（两极板上正、负电荷的吸引作用）和电感L中电流变化时产生的自感电动势的“阻碍”作用所至当C放电完了时，如图4所示（电场能为零，QC=0，UC=0），磁场能达到最大（与之对应的振荡电流也达到最大Im）反向充电过程，如图5所示，是磁场能转化为电场能的过程，C放电完了时，由于L的自感作用，电路中移动的电荷不能立即停止运动，仍保持原方向流动，经C反向充电，同理则有i减小，E磁减小，而E电增大（QC，UC也随之增大）直到E磁（i）减为零，E电（QC，UC）增为最大，如图6所示
15、电容C再次反向放电过程，如图7所示，同理可知E电（QC，UC）减小，直到为零，E磁（i）增大，直到最大（Im）如图8所示如此下去，回路中就产生了振荡电流归纳总结指出：像上述情况，电路中的电场能和磁场能（与之对应的电荷Q和电流i）做周期性交替变化的现象叫做电磁振荡现象，微观实质是导线中的电子在其平衡位置附近做简谐运动2无阻尼振荡和阻尼振荡（1）振荡电路中，若没有能量损耗，则振荡电流的振幅（Im）将不变，如图9所示，叫做无阻尼振荡（或等幅振荡）（2）阻尼振荡任何振荡电路中，总存在能量损耗，使振荡电流i的振幅逐渐减小，如图10所示，这叫做阻尼振荡（或叫减幅振荡）请同学们想一下：电路损耗的能量哪里去了
16、？如果用振荡器周期性地给振荡电路补充能量，就可以保持等幅振荡，这类似于受迫振动3复习巩固（视实际情况，可选一种或二种）用示波器观察上述两种电磁振荡中振荡电流的波形；用计算机和三维动画软件模拟电磁振荡的产生过程（三）课堂小结（视实际情况可适当删减）1电磁振荡抽象，过程复杂，难以理解，要抓住问题的本质、关键，即电场能和磁场能交替转化为便于接受，可借助于以前学过的简谐运动和电磁感应的相关知识，类比分析加深对新知识的准确理解，LC振荡电路中的电磁振荡的过程等，可以形象地用弹簧振子或单摆做简谐运动的相似性类比它们的对应关系和相应的意义简述如下，如图11所示：图112同学容易产生误解的地方是：电容C两极板
17、带等量异种电荷，当它放电时正、负电荷正好中和，就没有电荷在电路里往复运动了，哪里还有振荡电流！对于这类问题除强调能量的转化和C、L的作用外，还应从电磁感应的知识，采用图12略加分析：当电容C中储存电场能最大时（带电量、场强值最大、电压最高），电路中电流为零，磁场能为零；随着电容C逐渐放电，电场能E电（带电量Q，电压U）逐渐减小，而磁场能E磁（电流i）将逐渐增大五、课后反思1电磁振荡及相关的物理过程和物理状态抽象、复杂难以理解，教学中一定要做好演示实验电感L、电容C尽可能选择数值较大的充电电源有条件的可用市场售45V的充电电池，这样可使电流表指针往复摆动十几次以上2利用示波器观察振荡电流的波形，
18、可极大地提高学生对振荡电流实质的认识看到了“事实”！若能用计算机模拟振荡过程中电场能（C中电场线或电荷）与磁场能（L中的磁感线或电流i）的相互转化过程，不但能激发学习的兴趣，同时对于同学加深对电磁振荡的理解，形成正确的物理概念，建立正确的物理图景是大有益处的3此外，充分使用简练而重点突出的板图，可起到将难点分散，便于理解和接受的教学效果4有些画图可制成投影幻灯片或挂图以便节省时间边讲边画图效果更好教学案例课题：电磁波的发射和接收（教材：人民教育出版社出版的高二物理选修3-4）撰写人：刘 超单 位：东平高级中学14.3 电磁波的发射和接收教学目标（一）知识与技能1了解无线电波的波长范围。2了解无
19、线电波的发射过程和调制的简单概念。3了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。（二）过程与方法通过观察总结了解无线电波的基本应用，了解现代技术的应用方法，学会基本原理。（三）情感、态度与价值观通过对无线电波应用原理的基本认识感悟科学技术的价值和重要性。端正科学态度，培养科学的价值观。教学重点对无线电波的发射过程和调制概念的理解。教学难点对调谐的理解，无线电波发射与接收过程。教学方法演示推理法和分析类比法教具准备信号源，示波器，收音机，录音机，调频发射机，计算机多媒体，实物投影仪等。教学过程（一）引入新课师：在信息技术高速发展的今天，电磁波对我们来说越来越重要，无论是广播、电视还是无线电通信以及航
20、空、航天中的自动控制和通信联系，都离不开电磁波在无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波，那么无线电波是怎样发射和接收的呢？这节课我们就来学习电磁波的发射和接收。（二）进行新课1无线电波的发射师：请同学们讨论，在普通LC振荡电路中能否有效地发射电磁波？ 学生讨论。生：在普通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。不能有效地发射电磁波师：有效地发射电磁波的条件是什么？学生阅读教材有关内容。师生总结：要有效地向外发射电磁波，振荡电路要满足如下条件：（1）要有足够高的振荡频率。（2）振荡
21、电路的电场和磁场必须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。引导学生讨论：如何改造普通的LC振荡电路，才能使它能够有效地发射电磁波？师生一起讨论后，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发射出去。如图所示，是由闭合电路变成开放电路的示意图。师：无线电波是由开放电路发射出去的。L1L2讲解：在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。跟地连接的导线叫做地线。线圈上部接到比较高的导线上，这条导线叫做天线。天线和地线形成了一个敞开的电容器，电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。电视发射塔要建得很高，是为了使电磁波发射得较远。实际发射无线电波的装置中还需在开放电路旁
22、加一个振荡器电路与之耦合，如图所示。 振荡器电路产生的高频率振荡电流通过L2与L1的互感作用，使L1也产生同频率的振荡电流，振荡电流在开放电路中激发出无线电波，向四周发射师：发射电磁波是为了利用它传递某种信号。例如无线电报传递的是电码符号，无线电广播传递的是声音，电视广播传递的不仅有声音，还有图像。这就要求发射的电磁波随信号而改变。电磁波是怎样传递这些信号的呢？讲解：在电磁波发射技术中，如果把这种电信号“加”到高频等幅振荡电流上，那么，载有信号的高频振荡电流产生的电磁波就载着要传送的信号一起发射出去。把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。进行调制的装
23、置叫做调制器。要传递的电信号叫做调制信号。使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变叫做调幅（AM）。使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频（FM）。右图是调幅装置的示意图接在振荡器和线圈之间的话筒就是一个最简单的调制器，由声源发出的声音振动使话筒里的碳粒发生时松时紧的变化，它的电阻也发生时大时小的变化。所以，虽然振荡器产生的是高频等幅振荡电流，但是线圈通过的却是随声音而改变的高频调幅电流由于线圈的互感作用，从开放电路中发射的也是这种高频调幅电流。这种电磁波叫调幅波。（用示波器观察调幅波形）2无线电波的接收师：处在电磁波传播空间中的导体，会产生感应电流，导作中感应电流的频率与激起它的电磁波频率
24、相同，因此，利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波，这样的导体就是接收天线。在无线电技术中，用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波。讲解：世界上有许许多多的无线电台、电视台以及各种无线电通讯设备，它们不断地向空中发射不同频率的电磁波，这些电磁波强弱不等地弥漫在我们周围。如果不加选择地把它们都接收下来，那必然是信号一片混乱，分辨不清，达不到我们传递信息的目的。所以，接收电磁波时，首先要从诸多的电磁波中把我们需要的选出来，通常叫做选台。这就要设法使我们需要的电磁波在接收天线中激起的感应电流最强。在无线电技术里，是利用电谐振来达到这个目的的。当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同
25、时，接收电路中产生的振荡电流最强。这种现象叫做电谐振，相当于机械振动中的共振。（用示波器观察电谐振波形）师：接收电路产生电谐振的过程叫做调谐，能够调谐的接收电路叫做调谐电路。如图是收音机的调谐电路。调节可变电容器的电容来改变调谐电路的频率，使它跟要接收的电台发出的电磁波的频率相同，这个频率的电磁波在调谐电路里激起较强的感应电流，这样就选出了这个电台。（演示调谐过程）讲解：收音机接收的经过调制的高频振荡电流（对应图讲解），这种电流通过收音机的耳机或扬声器，并不能使它们振动而发声，为什么呢，假定某一个半周期电流的作用是使振动片向某个方向运动，下一个半周期电流就以几乎同样大的作用使振动片向反方向运动
26、高频电流的周期非常短，半周期更短，而振动片的惯性相当大，所以在振动片还没有来得及在电流的作用下向某个方向运动的时候，就立刻有一个几乎同样大的作用要使它向反方向运动，结果振动片实际上不发生振动要听到声音，必须从高频振荡电流中“检”出声音信号，使扬声器(或耳机)中的动片随声音信号振动。从接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的调制信号过程，叫做检波。检波是调制的逆过程，因此也叫解调。由于调制的方法不同，检波的方法也不同。检波之后的信号再经过放大、重现，我们就可以听到或看到了。 下面介绍收音机中对调幅波的检波。右图是晶体二极管的检波电路，是利用晶体二极管的单向导电性来进行检波的。调谐电路中产生的是经过
27、调幅的高频振荡电流，L1和L2绕在同一磁棒上，由于互感作用，在L2上产生的是高频交变电压由于二极管的单向导电性，通过它的是单向脉动电流，这个单向脉动电流既有高频成分，又有低频的声音信号，高频成分基本从电容器C（复习旁路电容器）通过，剩下的音频电流通过耳机发声。（用示波器观察检波过程）实际上就是一个晶体二极管收音机的电路图这种收音机声音很小，只能用开机收听本地电台为了提高收音机的接收性能，需要用放大器把微弱的信号放大图示是加有放大器的收音机方框图由天线和调谐电路接收到的高频调幅电流，先通过放大器进行高频放大，然后进行检波和低频放大，放大后的音频电流输送到喇叭，使它们发出声音。下面我们通过调幅和调
28、频两种方式，来看看无线电波发射和接收的全过程。（1）调幅发射和接收。（实验演示）（2）调频发射和接收。（实验演示）比喻：高频电流火车 音频电流货物 调制发射传播调谐解调装货出站运行进站卸货师：我们再来看一下无线电波的分段。（投影）波段波长频率传播方式主要用途长波30 000 m3 000 m10 kHz100 kHz地波超远程无线通讯和导航中波3 000 m200 m100 kHz1 500 kHz地波和天波调幅无线电广播、电报、通信中短波200 m50 m1500 kHz6 000 kHz短波50 m10 m6MHz30 MHz天波微波米波10 m1 m30MHz300MHz近似直线传播调频
29、无线电广播、电视、导航分米波1 m0.1 m300 MHz3 000 MHz直线传播电视、雷达、导航厘米波10 cm1 cm3 000 MHz30 000 MHz毫米波10 mm1 mm30000MHz300 000 MHz（三）课堂总结、点评本节课主要学习了以下内容1电磁波的产生和发射条件。2开放电路的结构和特点。3电磁波的发射过程和接收过程作业完成P86“问题与练习”中的题目。阅读P85科学足迹”。预习下一节：电磁波与信息化社会。附：巩固训练1电磁波的调制有哪两种方式？2什么叫电谐振？3调谐过程中，若接收同一波段内的不同信号，通常是改变电路中哪个元件的值？4发射电磁波为什么要用开放电路？5
30、接收电磁波信号时，为什么要调谐？6调谐电路中可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率电台发出的电信号，要收到该电台的信号，应该怎么办？A增加调谐电路线圈的匝数B加大电源电压C减少调谐电路线圈的匝数D减小电源电压参考答案：1电磁波的调制有调幅和调频两种方式。2当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强，这种现象叫电谐振。3调谐过程中，通常是改变调谐电路中电容器的电容。4振荡电路要有效地向外发射电磁波必须具备两个条件：（1）有足够高的振荡频率.（2）振荡电路的电场和磁场要尽量分散到大的空间，只有开放电路才能满足这两个条件，因此，发射电磁波要使用开
31、放电路。5在空间里有大量的不同频率的电磁波传播.要接收到其中某一频率的信号，必须使这一信号在接收电路中引起电谐振，因此必须进行调谐。6C教学案例课题：电磁波与信息化社会（教材：人民教育出版社出版的高二物理选修3-4）撰写人：杨占奇单 位：东平高级中学14.4 电磁波与信息化社会新课标要求（一）知识与技能1了解几种传感器的应用特点。2了解信息传递的主要途径通过电磁波传输。3了解信息的处理和数字通信，信息记录等。4了解数字电视和因特网特点。（二）过程与方法感悟信息时代对人们的生产生活及研究带来的影响。了解信息的记录及相关应用。（三）情感、态度与价值观培养学生的科学精神和爱国主义精神。教学重点电视机
32、呈现原理，雷达定位原理。教学难点图形与电信号的转化原理。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）引入新课上节课我们学习了电磁波的发射和接收过程，为了有效地发射电磁波，需要将闭合电路变成开放电路，然后将调制后的电磁波发射出去，在接收电路中通过调谐和解调，就可以得到我们所需要的信号了。人类认识电磁波到现在只不过一百多年的时间，但电磁波在科学技术上已经得到十分广泛的应用，本节介绍无线电波的现代应用。（二）进行新课1电磁波与信息的传递师：请同学们阅读教材92页有关内容，谈一谈在人类文明发展史上，信息的传递经历了怎样的过程。 学生阅读、讨论。生：语言的出现，文字的创造，纸和
33、印刷术的发明，电磁波的发现。师：电磁波的传输有何特点？生：可以通过电缆、光缆进行有线传输，也可以无线传输。电磁波的频率越高，相同时间内传输的信息量越大。2电视教师提出问题，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）在电视的发射端需要什么仪器？（2）电子枪的扫描路线是怎样的？（3）在电视的接收端需要什么仪器？各起什么作用？（4）你能说说调谐、检波的基本工作原理吗？（5）显像管里的电子枪发射电子束的强弱受什么控制？它扫描的方式和步调与什么相同？（6）摄像机在一秒钟内传送多少张画面？为什么在电视里我们看到的景象是连续的？（7）你能说说伴音信号经过怎样的处理后被送到扬声器的吗？学生阅
34、读课文后分组讨论，回答上述问题。教师投影幻灯片做总结。出示电视信号的形成、发射和接收示意图投影片。电脑演示电子枪的扫描过程通过阅读课本，观看演示，师生共同得出结论：（1）电视信号的发射在电视发射端，摄像镜头将被摄物体的像成在摄像管的屏上。电子枪发出的电子束按一定规律偏转，对屏上的图像进行逐行扫描。通过光电转换器件把一幅图像按照各个部分的明暗情况，逐点地变为强弱不同的电流，完成光电转换，就形成图像信号，图像信号和音频信号通过发射机的天线发射出去。（2）电视信号的接收电视接收机的天线接收到电磁波后，将视频信号与音频信号分开。视频信号通过显像管中的电子枪发射的受视频信号控制的电子束对荧光屏的扫描，将
35、视频信号即电视信号转换为图像。音频信号通过扬声器转换成声音。（3）摄像机与电视接收机中电子束扫描速率的关系两种电器中电子束扫描的速率都相等。3雷达阅读教材，思考问题：（1）雷达的作用是什么？（2）雷达用的是哪个波段的无线电波，这段电波的性能是什么？（3）雷达天线的作用是什么？（4）雷达根据什么确定障碍物的位置（包括距离和方向）？（5）怎样从荧光屏上读出障碍物的距离？（6）雷达有何应用？学生阅读课文后分组讨论，回答上述问题。教师投影幻灯片做总结。雷达是利用无线电波中的微波能直线传播，且能被物体反射的特点，通过测定微波从发射到反射回来的时间来确定目标的距离，并结合微波的方向和仰角来确定目标的位置的
36、。4移动电话学生阅读教材，讨论、交流移动电话在现代生活中的重要作用。5因特网学生阅读教材，讨论、交流因特网在现代生活中的重要作用。（三）课堂总结、点评本节课主要学习了以下内容电视和雷达的工作原理。了解了移动电话、因特网在现代生活中的重要作用。现代通信已经将地球变成了名符其实的“地球村”。希望同学们好好学习，努力掌握现代科学技术，为全人类的共同发展贡献自己的力量。教学案例课题：电磁波谱（教材：人民教育出版社出版的高二物理选修3-4）撰写人：张冬梅单 位：东平高级中学14.5 电磁波谱新课标要求（一）知识与技能1通过实例认识电磁波谱。2了解电磁波谱中各波段主要特性和在科技、经济、社会发展中的主要应
37、用。3知道电磁波具有能量，是一种物质。4了解太阳辐射能量的分布状况。（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、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，学生阅读讨论教学过程（一）引入新课师：通过前面的学习我们对电磁波有了一定的了解，电磁波时时刻刻都在影响着人们的生活。收听广播要用无线电波，眼睛感知的是光波，医院里透视要用x射线。这些全都属于电磁
38、波的大家庭，可见电磁波的范围多么广啊! 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、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。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？生：电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、射线。波长最长的是无线电波中的长波。波长最短的是射线。师：仔细观察图片可以看到，科学家们已经在很大的波长范围内观察了电磁波。波长从长到短排列，频率则从低到高，并列出了具有这些
39、频率的典型波源，频率不同，他它们的特点也就不同，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？师：无线电波包括长波、中波、短波、微波。广播通讯等应用在上节已经了解了。另外，微波炉中的微波能够使食物的分子剧烈震动，使物体内能增加，温度升高。课下阅读有关材料。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）什么物体会发红外线？（3）红外线的主要特点是什么？（4）红外线的主要应用有哪些？师：1800年英国物理学家赫谢耳用灵敏温度计研究光谱各色光的作
40、用时，把温度计移至红光区域外侧，发现温度更高，说明这里存在一种不可见射线，后来叫红外线。虽然你看不见红外线，但你能感觉到它。由于它是由热运动产生的，它的频率适合于扰动分子使之进入热运动。因此，它能使受其照射的物体变热。当你感受到火炉的温暖时，你的皮肤就是红外线t探测器。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？师：光波进入眼睛瞳孔照在后面的视网膜上，视网膜上覆盖着光敏细胞，其作用好像是接收电磁波的微小天线。有些细胞对不同的波长响应不同，大脑把这些解释成不同的颜色。5紫外线阅读教材，回答问题：（1）
41、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？师：1801年德国物理学家利特发现，在紫外区放置的照相底片感光，荧光物质发光。紫外线的产生方式与可见光相同，是原子外层电子受激发而产生。紫外线有较高的能量。紫外辐射的频率适合于使许多生物分子发生振动，因此它容易被生物吸收。6X射线和射线阅读教材，回答问题：（1）这两种射线的波长有何特点？（2）X射线和射线有什么特点？（3）X射线和射线有哪些主要用？师：1895年德国物理学家伦琴在研究阴极射线的性质时，发现阴极射线射到玻璃壁、管壁上，管壁会发出一种看不见射线，叫X射线。X射线具有很高的能量。射线具有更高的能量，用于治疗某些癌症及探
42、测金属缺陷。当然对人体进行医疗检查常用的“CT”以及“胸透”，都不允许用极高能量的射线，以免对人体造成危害，同时又要求能够深入人体进行探测，X射线恰恰具备这个优点。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？师：具有能量是物质的一个基本属性，在学习电场和磁场时曾经遇到过，正因为电场和磁场具有能量，所以说电场和磁场都是物质。电磁波具有能量因此说明电磁波也是一种物质。电磁波具有能量，可以从使用微波、无线电波、可见光的仪器设备去感知。日常生活中也有体验，比如微波炉、收音机、电视机、白炽灯、阳光等。8太阳辐射阅读教材，回答问题：（1）从太阳辐
43、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？师：太阳发射出每个波段的电磁波。大部分太阳辐射是可见光、红外线和紫外线。当你坐在阳光下，你的然眼睛感受到可见光，而你的皮肤则感受到太阳红外线的温暖。同时也感受到紫外线，但这要稍晚造成皮肤伤害的时候你才能觉察到。太阳辐射在绿光附近达到最大值，并在整个可见 区都很高。太阳能大部分集中在我们的眼睛能感受到的区域内。我们多么幸运！是巧合还是生物进化的结果？（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。所有这些波都基本上都是同一种现象，也就是由振动的带电体产生的一种电磁场扰动，而
44、这些扰动以电磁波的形式按光速通过电磁场向外传播；所有这些波都能被其他带电体接收，当电磁波经过这些带电体时，电磁波会使这些带电体运动；所有电磁波都能通过真空传播。所有这些波都都携带能量。它们的能量于频率有关，频率越高，能量越大。从以上的学习电磁波谱可以看出随着频率的增加能量增大，穿透本领逐渐增大。但随着频率增大，波长减小，因此衍射现象也越不明显。如收音机收到的长波可以绕过千山万水，而光波就不能。在可见光中不同色光也有区别，红光波长最长容易绕过云雾，因此信号灯常用红色。这些波的产生机理有所不同，无线电波是由自由电子的振动产生；红外线、可见光、紫外线是由原子的外层电子受激发产生；X射线由原子的内层电子受激发产生；射线是由原子核受激发产生。课余作业1完成P96“问题与练习”中的题目。2阅读P95“科学漫步” 。教学案例课题：相对论的诞生（教材：人民教育出版社出版的高二物理选修3-4）撰写人：陈士民单 位：东平高级中学15-1 相对论的诞生 教学目标一、知识与技能：（1）了解相对论诞生的历史背景，知道麦克耳孙一莫雷实验（2）了解经典的相对性原理（3）知道相对性原理与电磁规律之间的矛盾（4）知道狭义相对论的两个基本假设二、过程与方法：（1）了解对经典物理学内部矛盾的探索过程（2）理解爱因斯坦建立相对论的科学探究思