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二、电磁波及其传播
【设计意图】
本节由“波的基本特征”“了解电磁波”和“电磁波谱”三部份组成,内容抽象性较
强,学生在这方面的知识相对欠缺。不易理解。故开始用一些有形的“机械波”引导学生认
识波的基本特征,在此基础上,归纳出波的特征物理量。建立频率与周期的关系,得出波长、
频率与波速的关系式。
“了解电磁波”分二个部分:验证电磁波的存在和探究电磁波的特性。以开展学生活动
为主。让学生在实验中获取知识。
“电磁波谱”的教学从阅读图表入手,重点了解各波段电磁波的应用,使学生体会科学
为人类生活服务。
【教学目标】
1.知识与技能:
(1)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。
(2)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。
(3)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。
(4)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。
2.过程与方法:
(1)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。
(2)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。
(3)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。
3.情感、态度、价值观:
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。
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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、难点】
“了解电磁波”并知道电磁波的存在及其特性是本节的重点。
波的基本形态和特征的教学是本节的难点。
【教具和学具】
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。
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。
【课前准备]】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。
【教学过程】
教学阶段
与时间分 教师主导 学生主体 评
配
一、引入 同学们,老师这里有 认真观察实验,对三辆小汽车的
新课(3分 三辆电动小汽车,现在老 运动,进行对比。
钟) 师分别开一下,请同学们
进行观察,对比后说出它
们的特点。
让学
开动第一辆普通电池
讨论后回答: 生体会无
小汽车。
线电(电
第一辆 无法对行驶过程进行操
开动第二辆线操纵电 磁波)可
纵。
动小汽车。 以传递信
第二辆 虽然可以操纵,但操纵 息。且传
开动第三辆遥控电动
距离很短。活动范围很小。 递距离
小汽车。
远。培养
第三辆 可以远距离操纵。活动
学生观察
范围很大。
和对比的
引导:同学们说得很
能力。
好,这说明我们可以用电
磁波实现信息的传递。从 举例,各种利用电磁波进行工作
而操纵小汽车。大到宇宙 的生活用品,家用电器。
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
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版书标题:
二、电磁波及其传播
二、进行 (一)波的基本特征:
新课(32
观察以下现象: 在教师的引导下,进行有目的的
分钟)
观察,
1.水波.(演示,实物
投影)
了解 问:哪儿是波源?它在 指导
答:中心的竹竿,它在做原地上
波的特 怎样运动? 学生学会
下振动
点: 观察,知
水波看上去有什么特 凹凸相间,向外扩散。 道观察的
点? 对象,
小实验:在桌面上来回快速抖动
2.演示:绳子抖动时 长橡筋绳,观察波的形态及传播。 对多
形成的波 个实验观
答:抖动形成的凸起迅速的传到
察结果的
另一端。
共同点进
观察课件的图像 行总结,
训练语言
回答感想:
问:看到了什么现 描述能
象? 力。
再利用课件播放视
频,使学生能对现象有个
长时间的再现。
找一找这二个波的共
学生回答:
同点?
1.凹凸相间,向外传播 在给
(版书)
出了横波
1.凹凸相间,向外传 特点的基
播 础之上,
再引导学
生认识纵
波。
3.演示:悬挂着的弹
簧受到撞击显示的情形
(或视频)
学生观察后回答。
问题:这个波的特点
疏密相间,向另一端传播。
是什么相间?
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
引导
的课件)
学生:
都是传递周期性变化的运动形 对质
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播放波形图的课件。 态。 点运动的
平衡位置
介绍波形图,引出波
引起关
的特征物理量:(定义、字
注,对位
了解波的 母、单位、)
移的最大
特征物理
设问:波源振动的平 位置产生
量。
衡位置在哪里?图中所示 直觉
振动的振幅是多大?
引导
1.振幅:(A)表示振 学生关注
源偏离平衡位置的最大距 图形在物
离。 结合图形进行理解性记忆。 理学中的
意义。培
单位:米(m) 学生回答:
养学生识
波形图中的平衡位置 图的能
力。
图中振动的振幅是……
2.周期:(T)振源振
动一次所需要的时间 “我”抖动橡筋是振幅大约
是……
单位:秒(s)
布置小实验
3.频率:(f)波源每
秒内振动的次数。
进行小实验:
单位:赫兹(Hz)
利用手表计时,记录自己抖动橡
导出周期与频率的关
筋二十次所需的时间。算出周期。
系式:
f=1/ T
5.波长:(λ)波在一
个周期内传播的距离。
利用上面所算的周期再算出频
单位:米(m) 率。
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) 熟悉
计算方
波速的公式:v=λ/ T
法。。
或v =λf
从课件图中读出该波的波长。
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?
通过
物理学
史,渗透
思想教育
(二)了解电磁波 答:v =λf =0.4m×200Hz
第一课时 播放电磁波被预言和 =80m/s
被证实的资料。
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结束 1.介绍:
以下为 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。 发展
空间想象
电磁波是在空间传播
力
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。
实验二:(1)打开收 观看有关麦克斯韦和赫兹的图片
音机的开关,将旋钮调到 及资料。
没有电台的位置,并将音
量开大。
(2)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。
第二课时
(3)你从收音机里听
了解电磁 到了什么?这是为什么? 观看电磁波的图片资料。
波
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)
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?
答:观察到电视画面出现雪花
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?
对疑
问的提出
针对学生的疑问引导
和实验方
其设计实验验证。
案的设
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计,老师
给予适当
针对同学们的设计开 的点拨。
展实验。
1.和2.
通过思考,得出变化的电流能产
结论:
生电磁波的结论。
(1)电磁波能在真空
中传播。
(2)金属容器能屏蔽
电磁波。
解:v =λf
=5.71×52.5×106m/x≈3.0×108m/s
.
设问:为什么在建筑
物中或在电梯中,手机信 总结:电磁波速为3.0×108m/s.
号有时很不好呢? 与光速是相同的。
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
频率波长情况和电磁波的
应用。
师生互动:
适当介绍电磁波的一
些应用。
猜想与疑问:
1.电磁波能在真空中传播吗?
介绍:电磁污染。
2.电磁波能被阻挡(屏蔽)吗?
针对问题进行实验设计:
设计1:把手机放在真空罩子里, 从生
看手机能不能接收到信号。 活走向物
理,从物
2.同理,放在不同的盒子里,看
理走向社
能不能接收到信号。
会。
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。
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了解各谱段的名称。
了解各谱段的频率波长的依次变
化情况。
针对示意图了解各谱段的电磁波
的应用。
学生展示汇报收集的资料
通过收集的资料举例举例。
学生阅读书后信息库
了解电磁
波谱。
结束新课 课堂小结:略 课堂完成过程评价。
布置作业:评价手册 课后完成巩固练习
九下第52页至54页
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【教学资源】 九下教学参考光盘中教学资源。
【课时安排】:
本节内容可以安排2课时讲授。
第一课时:波的基本特征。
第二课时:了解电磁波、电磁波谱。
【教学评析】
本节内容抽象性强,在教学中,努力通过一些活动让学生去理解所学知识,使学习不会
觉得枯燥。教学中运用了各种手段,注意教学手段的实施与教学目的之间的配合非常重要。
使得各种教学手段能发挥最大的效能。
本节课对学生的观察,归纳,理解能力的要求都较高,老师要做必要的铺垫工作,才能使
学生顺利向着学习的方向开展思维。
电磁波污染:家中的无形杀手
最近,国家环保局提醒大家要警惕电磁波污染。众所周知,目前广泛使用的高压输电、无
线电通讯、电视、广播和各种家用电器等都会在我们周围产生强度不等的电磁波。这些看不
见,摸不着,却又无处不在的电磁波,有的已经成为危害人们健康的“隐形杀手”。
现代医学已经证实,电磁波对机体有热作用、非热作用和刺激作用等不良影响。
用微波炉频率(即2450兆赫)的电磁波对兔子眼睛照射,当功率密度增大到150毫瓦/
厘米时,兔子眼球内透明的玻璃体便会出现一些不透明的白色物质,发生了浑浊,即产生了
白内障。这就是热作用对机体诸多不良影响之一。
非热作用的试验是,从猫体内摘取大脑皮质,用一定频率及强度的电磁波照射,可以清
楚地看到有钙离子流出。钙离子是信息传递、免疫系统正常运作和细胞正常分裂必不可少的
重要物质。
另外,当电磁波的频率在100千赫以下时,就会对人产生刺激作用。因为外部电磁场会
在体内感应出电流。这种电流大于机体内在电流(如脑电、心电等)就会产生对机体不良的刺
激作用。电流对人体的刺激,轻的如麻痹、持续的肌肉抽缩、疼痛……严重的可导致心脏停止
跳动而死亡。
当前,家用电器中对人体有危害的有微波炉、电磁炉、“大哥大”、电视机、电吹风、电热
毯、高压输电和配电设备等等。家用电器以微波炉产生的磁场最强。实验表明:距离微波炉15
厘米处磁场强度为100MG-300MG。经常使用微波炉,会诱发白内障,大脑异常和降低生殖能力
等。
电视、电脑终端显示器所产生的电磁波对人体损害也不可忽视,轻者造成疲劳,眼睛干
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涩,疼痛等;重者还会导致孕妇流产、死胎或畸胎等。
电吹风、电热毯、空调器和日光灯等产生的电磁波亦有碍健康。
那么如何提防这个“隐形杀手”?这是人们十分关注的问题。
首先要做到各种家用电器要各就各位,务必摆放妥当。如电视机、电脑和电冰箱应分别
摆放在客厅、书房和厨房(或饭厅),不要将他们摆放在卧室里,尽量将卧室电磁辐射降至最
低限度。
其次,要做足防护措施。使用“大哥大”时应加上一些防护装置,或接上耳机通话,以减
少对大脑的电磁辐射;使用微波炉时,一定要严格按照说明书使用,谨防电磁波泄漏;如果一
定要用电热毯取暖,则通电烘暖被窝后应切断电源;使用光管台灯,不要摆放在紧挨头部的
地方……
再次是孕妇和儿童应少用电脑,看电视时要保持2、3米距离,并要开窗通气,看完还要
洗脸、洗手。
此外,要加速制定限制居民暴露于电磁场的标准。如有条件应迁移在高压输电线下居住
的居民。对经常暴露在高压输电网周围或其他电器设备微弱电场的人群要定期作健康普查,
发现征兆应及早治疗。
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