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物理電磁波教案

時(shí)間:2023-05-06 11:53:15 物理教案 我要投稿

物理電磁波教案

  作為一位杰出的老師,時(shí)常要開展教案準(zhǔn)備工作,借助教案可以更好地組織教學(xué)活動(dòng)。那么應(yīng)當(dāng)如何寫教案呢?以下是小編為大家收集的物理電磁波教案,歡迎閱讀與收藏。

物理電磁波教案

物理電磁波教案1

  三維教學(xué)目標(biāo)

  1、知識(shí)與技能

  (1)了解光信號(hào)和電信號(hào)的轉(zhuǎn)換過程;

  (2)了解電視信號(hào)的錄制、發(fā)射和接收過程;

  (3)了解雷達(dá)的定位原理。

  2、過程與方法:

  3、情感、態(tài)的與價(jià)值觀

  教學(xué)重點(diǎn):電磁波在信息社會(huì)的作用。

  教 學(xué)難點(diǎn):電磁波在信息社會(huì)的作用。

  1、電視和雷達(dá)

  (1)電視

  電視的歷史:

  1927年,美國人研制出最早的電視機(jī)。1928年,美國通用公司生產(chǎn)出第一臺(tái)電視機(jī)。

  1925年,美國開始試驗(yàn)發(fā)射一些電視圖像,不僅小,而且模糊不清。1927年,紐約州斯克內(nèi)克塔迪一家老資格的無線電臺(tái)開始每周三次進(jìn)行試驗(yàn)性廣播。1939年,全國廣播公司在紐約市試驗(yàn)廣播。

  美國最早的電視機(jī),熒光屏是圓形的,只有5-9英寸大,差不多要坐在電視機(jī)跟前才能看清。但是,電視很快以驚人的速度沖進(jìn)了美國人的家庭(第二次世界大戰(zhàn)中,電視的發(fā)展一度陷入停頓。1947年美國家庭中約有1.4萬臺(tái)電視機(jī),1949年達(dá)到近100萬臺(tái)。1955年,將近3000萬臺(tái),1960年,達(dá)6000萬臺(tái),于1951年問世的彩色電視機(jī)以及大屏幕 電視機(jī)也進(jìn)入美國人家庭。目前美國約有l(wèi).2l億臺(tái)電視機(jī),平均不到兩個(gè)人就有一臺(tái)電視機(jī))。

  中國最早的電視誕生在1958年3月17日。

  這天晚上,我國電視廣播中心在北京第一次試播電視節(jié)目,國營天津無線電廠(后改為天津通信廣 播公司)研制的中國第一臺(tái)電視接收機(jī)實(shí)地接收試驗(yàn)成功。

  這臺(tái)被譽(yù)為“華夏第一屏”的北京牌820型35cm電子管黑白電視機(jī),如今擺在天津通信廣播公司的產(chǎn)品陳列室里。我國在1958年以前還沒有電視廣播,國內(nèi)不能生產(chǎn)電視機(jī)。1957年4月,第二機(jī)械工業(yè)部第十局把研制電視接收機(jī)的任務(wù)交給國營天津無線電廠,廠領(lǐng)導(dǎo)立即組織試制小組,黃仕機(jī)同志主持設(shè)計(jì)。當(dāng)年,試制組多數(shù)成員只有20歲上下,他們對(duì)電視這門綜合電、磁、聲、光的新技術(shù)極其生疏,沒有見過電視機(jī),參考資料也很少,通過對(duì)資料、國外樣機(jī)、樣件的研究,他們根據(jù)當(dāng)時(shí)國內(nèi)元器件生產(chǎn)能力和工藝加工水平,制定了“電視接收和調(diào)頻接收兩用、通道和掃描分開供電、采用國產(chǎn)電子管器件”的電視機(jī)設(shè)計(jì)方案。

  我國第一臺(tái)電視機(jī)的試制成功,填補(bǔ)了我國電視機(jī)生產(chǎn)的空白,是我國電視機(jī)生產(chǎn)史的起點(diǎn),今天我國已成為世界電視機(jī)生產(chǎn)大國。

  電視的錄制

  電視在電視發(fā)射端,由攝像管(圖18-14)攝取景物并將景物反射的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

  攝像鏡頭把被攝景物的`像投射在攝像管的屏上,電子槍發(fā)出的電子束對(duì)屏上的圖像進(jìn)行掃描。掃描的路線如圖所示,從a開始,逐行進(jìn)行 ,直到b。電子束把一幅圖像按照各點(diǎn)的明暗情況,逐點(diǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱不同的信號(hào)電流。天線則把帶有圖像信號(hào)的電磁波發(fā)射出去。

  掃描行數(shù):普通清晰度電視(LDTV——Low Definition Television的簡稱)200-300線,標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視(SDTV)500-600線,高清晰度電視 (HDTV)1000線以上。

  信號(hào)的調(diào)制與發(fā)射

  調(diào)制過程見圖18-17甲圖。請注意,攝象機(jī)無法在屏幕上顯現(xiàn)聲音信號(hào),因此,這里還有一個(gè)同步錄音后,將聲波(機(jī)械波)轉(zhuǎn)換成點(diǎn)信號(hào)的過程。最后,圖象(電)信息和聲音(電)信息都要同時(shí)調(diào)制在高頻載波中去。

  攝像機(jī)在一秒內(nèi)傳 送25張畫面,這些畫面都要通過發(fā)射設(shè)備發(fā)射出去。電視接收機(jī)也以相同的速 率 在熒光屏上顯現(xiàn)這些畫面。由于畫面更換迅速,眼睛又有視覺暫留現(xiàn)象,所以我們感覺到的是連續(xù)的活動(dòng)景像。

  ⑷電視信號(hào)的接收

  在電視接收端,天線收到電磁波后產(chǎn)生感應(yīng)電流,經(jīng)過調(diào)諧、解調(diào)等處理,將得到的圖像信號(hào)送到顯像管(圖18-16),還原成景物的像。顯像管里的電子槍發(fā)射的電子束也在熒光屏上掃描,掃描的方式和步調(diào)與攝像管的掃描同步。同時(shí),顯像管電子槍發(fā)射電子束的強(qiáng)弱受圖像信號(hào)的控制,這樣在熒光屏上便出現(xiàn)了與攝像屏上相同的像。電視機(jī)天線接收到的電磁波除了載有圖像信號(hào)外,還有伴音信號(hào)。伴音信號(hào)經(jīng)解調(diào)取出后送到揚(yáng) 聲器。

  電視技術(shù)還廣泛應(yīng)用在工業(yè)、交通、文化教育、國防和科學(xué)研究等各個(gè)方面。

  現(xiàn)代化的辦公室常常用到傳真機(jī)。電視傳遞的是活動(dòng)的圖像,而傳真?zhèn)鬟f的是靜止的圖像,如圖表、書信、照片等。傳真的原理和電視相似,也是把圖像逐點(diǎn)變成電信號(hào),然后通過電話線或其他途經(jīng)傳送出去。

  介紹:數(shù)字電視和等離子電視

  數(shù)字電視是電視數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化后的產(chǎn)物。相對(duì)于傳統(tǒng)的模擬電視,它可以同時(shí)傳輸和接收多路視頻信號(hào)和其他數(shù)字化信息,同時(shí)令信息數(shù)字化存儲(chǔ)以便觀眾隨時(shí)調(diào)用。其圖像水平清晰度達(dá)到1200線以上,聲音質(zhì)量也非常高。與傳統(tǒng)的模擬電視相比,數(shù)字電視的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在:第一,提高了頻率資源的利用率。利用數(shù)字壓縮技術(shù)可以在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)有線電視模擬頻道中傳輸4—10套電視節(jié)目。第二,提高電視信號(hào)的傳輸和接收質(zhì)量,可以保證用戶接收到和前端播出效果基本相同的電視信號(hào)。第三,可以提供數(shù)據(jù)廣播。第四,逐步改變觀眾 傳統(tǒng)的收視習(xí)慣,由被動(dòng)收看到準(zhǔn)視頻點(diǎn)播(NVOD)收看,以至下一步的收看真正的視頻點(diǎn)播(VOD)。頻率資源的增加有利于節(jié)目數(shù)量的增加和頻道的專業(yè)化,可滿足不同觀眾群體的需要。我國將在20xx年全面推進(jìn)數(shù)字高清晰度電視,20xx年基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,20xx年停止模擬信號(hào)的播出。觀眾家里只要能夠收看有線電視,那么,再接上一個(gè)機(jī)頂盒就可以收看豐富多彩的數(shù)字電視了。

  等離子電視(PDM——Plasma Display Monitor的簡稱): 等離子(PDP)是指通過在兩張薄玻璃板之間充填混合氣體,施加電壓使之產(chǎn)生離子氣體,然后使等離子氣體放電并與基板中的熒光體發(fā)生反應(yīng),從而產(chǎn)生彩色影像的電視產(chǎn)品。它以等離子管作為發(fā)光 元件, 大量的等離子管排列在一起構(gòu)成屏幕,每個(gè)等離子對(duì)應(yīng)的每個(gè)小室內(nèi)都充有氖氙氣體,在等離子管電極間加上高壓后,封在兩層玻璃之間的等離子管小室中的氣體會(huì)產(chǎn)生紫外光,并激發(fā)平板顯示屏 上的紅綠藍(lán)三基色熒光粉發(fā)出可見光。每個(gè)等離子管作為一個(gè)像素,由這些像素的明暗和顏色變化組合使之產(chǎn)生各種灰度和色彩的圖像,類似顯像管發(fā)光。等離子電視又被稱做“壁掛式電視”,不受磁力和磁場影響,具有機(jī)身纖薄、重量輕、屏幕大、色彩鮮艷、畫面清晰、亮度高、失真度小、視覺感受舒適、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)。目前,常見的 等離子電視有42、52、60寸。

  (2)雷達(dá)

  雷達(dá)是利用無線電波測定物體位置的無線電設(shè)備。

  電磁波如果遇到尺寸明顯大于波長的障礙物就要發(fā)生反射,雷達(dá)就是利用電磁波的這個(gè)特性工作的.波長越短的電磁波,傳播的直線性越好,反射性能越強(qiáng),因此雷達(dá)用的是微波。

  雷達(dá)的天線可以轉(zhuǎn)動(dòng)。它向一定的方向發(fā)射不連續(xù)的無線電波(叫做脈沖)。每次發(fā)射的時(shí)間不超過1ms,兩次發(fā)射的時(shí)間間隔約為這個(gè)時(shí)間的100倍。這樣,發(fā)射出去的無線電波遇到障礙物后返回時(shí),可以在這個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)被天線接收。測出從發(fā)射無線電波到收到反射波的時(shí)間,就可以求得障礙物的距離,再根據(jù)發(fā)射電波的方向和仰角,便能確定障礙物的位置了。

  實(shí)際上,障礙物的距離等情況是由雷達(dá)的指示器直接顯示出來的。當(dāng)雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射無線電波時(shí),在指示器的熒光屏上呈現(xiàn)一個(gè)尖形脈沖;在收到反射回來的無線電波時(shí),在熒光屏上呈現(xiàn)第二個(gè)尖形脈沖,如圖所示。根據(jù)兩個(gè)脈沖的間隔可以直接從熒光屏上的刻度讀出障礙物的距離.現(xiàn)代雷達(dá)往往和計(jì)算機(jī)相連,直接對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

  利用雷達(dá)可以探測飛機(jī)、艦艇、導(dǎo)彈等軍事目標(biāo),還可以用來為飛機(jī)、船只導(dǎo)航。在天文學(xué)上可以用雷達(dá)研究飛近地球的小行星、慧星等天體,氣象臺(tái)則用雷達(dá)探測臺(tái)風(fēng)、雷雨云。

  2、電磁波譜

  按電磁波的波長或頻率大小的順序排列成譜,叫電磁波譜。按波長從長到短的順序排列,依次是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。

  【例1】 某防空雷達(dá)發(fā)射的電磁 波頻率為f=3×103MHZ,屏幕上尖形波顯示,從發(fā)射到接受經(jīng)歷時(shí)間Δt=0.4ms,那么被監(jiān)視的目標(biāo)到雷達(dá)的距離為______km。該雷達(dá)發(fā)出的電磁波的波長為______m。

  解:由s= cΔt=1.2×105m=120km。這是電磁波往返的路程,所以目標(biāo)到雷達(dá)的距離為60km。由c= fλ可得λ= 0.1m

  【例2】 一臺(tái)收音機(jī),把它的調(diào)諧電路中的可變電容器的動(dòng)片從完全旋入到完全旋出,仍然收不到某一較高頻率的電臺(tái)信號(hào)。要想收到該電臺(tái)信號(hào),應(yīng)該______(增大還是減小)電感線圈的匝數(shù)。

  解:調(diào)諧電路的頻率和被接受電臺(tái)的頻率相同時(shí),發(fā)生電諧振,才能收到電臺(tái)信號(hào)。由公式 可知,L、C越小,f越大。當(dāng)調(diào)節(jié)C達(dá)不到目的時(shí),肯定是L太大,所以應(yīng)減小L,因此要減小匝數(shù)。

物理電磁波教案2

  【教學(xué)目標(biāo)】

  (一)知識(shí)與技能

  1.了解無線電波的波長范圍。

  2.了解無線電波的發(fā)射過程和調(diào)制的簡單概念。

  3.了解調(diào)諧、檢波及無線電波接收的基本原理。

  (二)過程與方法

  通過觀察總結(jié)了解無線電波的基本應(yīng)用,了解現(xiàn)代技術(shù)的應(yīng)用方法,學(xué)會(huì)基本原理。

  (三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀

  通過對(duì)無線電波應(yīng)用原理的基本認(rèn)識(shí)感悟科學(xué)技術(shù)的價(jià)值和重要性。端正科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)科學(xué)的價(jià)值觀。

  【教學(xué)重點(diǎn)】

  對(duì)本節(jié)基本概念的理解。

  【教學(xué)難點(diǎn)】

  對(duì)調(diào)諧的理解,無線電波發(fā)射與接收過程。

  【教學(xué)方法】

  演示推理法和分析類比法

  【教學(xué)用具】

  信號(hào)源,示波器,收音機(jī),錄音機(jī),調(diào)頻發(fā)射機(jī),計(jì)算機(jī)多媒體,實(shí)物投影儀等。

  【教學(xué)過程】

  (一)引入新課

  師:在信息技術(shù)高速發(fā)展的今天,電磁波對(duì)我們來說越來越重要,無論是廣播、電視還是無線電通信以及航空、航天中的自動(dòng)控制和通信聯(lián)系,都離不開電磁波.在無線電技術(shù)中使用的電磁波叫做無線電波,那么無線電波是怎樣發(fā)射和接收的呢?這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)電磁波的發(fā)射和接收。

  (二)進(jìn)行新課

  1.無線電波的發(fā)射

  師:請同學(xué)們討論,在普通LC振蕩電路中能否有效地發(fā)射電磁波?

  學(xué)生討論。

  生:在普通LC振蕩電路中,電場主要集中在電容器的極板之間,磁場主要集中在線圈內(nèi)部。在電磁振蕩過程中,電場能和磁場能的相互轉(zhuǎn)化主要是在電路內(nèi)部完成的,輻射出去的能量很少。不能有效地發(fā)射電磁波

  師:有效地發(fā)射電磁波的條件是什么?

  學(xué)生閱讀教材有關(guān)內(nèi)容。

  師生總結(jié):要有效地向外發(fā)射電磁波,振蕩電路要滿足如下條件:

  (1)要有足夠高的振蕩頻率。

  (2)振蕩電路的電場和磁場必須分散到盡可能大的空間,才能有效地把電磁場的能量傳播出去。

  引導(dǎo)學(xué)生討論:如何改造普通的LC振蕩電路,才能使它能夠有效地發(fā)射電磁波?

  師生一起討論后,引出開放電路的概念。將閉合電路變成開放電路就可以有效地把電磁波發(fā)射出去。

  如圖所示,是由閉合電路變成開放電路的示意圖。

  師:無線電波是由開放電路發(fā)射出去的。

  講解:在實(shí)際應(yīng)用中常把開放電路的下端跟地連接。跟地連接的導(dǎo)線叫做地線。線圈上部接到比較高的導(dǎo)線上,這條導(dǎo)線叫做天線。天線和地線形成了一個(gè)敞開的電容器,電磁波就是由這樣的開放電路發(fā)射出去的。電視發(fā)射塔要建得很高,是為了使電磁波發(fā)射得較遠(yuǎn)。實(shí)際發(fā)射無線電波的裝置中還需在開放電路旁加一個(gè)振蕩器電路與之耦合,如圖所示。

  振蕩器電路產(chǎn)生的高頻率振蕩電流通過L2與L1的互感作用,使L1也產(chǎn)生同頻率的振蕩電流,振蕩電流在開放電路中激發(fā)出無線電波,向四周發(fā)射.

  師:發(fā)射電磁波是為了利用它傳遞某種信號(hào)。例如無線電報(bào)傳遞的是電碼符號(hào),無線電廣播傳遞的是聲音,電視廣播傳遞的`不僅有聲音,還有圖像。這就要求發(fā)射的電磁波隨信號(hào)而改變。電磁波是怎樣傳遞這些信號(hào)的呢?

  講解:在電磁波發(fā)射技術(shù)中,如果把這種電信號(hào)“加”到高頻等幅振蕩電流上,那么,載有信號(hào)的高頻振蕩電流產(chǎn)生的電磁波就載著要傳送的信號(hào)一起發(fā)射出去。把要傳遞的信號(hào)“加”到高頻等幅振蕩電流上,使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做調(diào)制。

  進(jìn)行調(diào)制的裝置叫做調(diào)制器。要傳遞的電信號(hào)叫做調(diào)制信號(hào)。

  使高頻振蕩電流的振幅隨調(diào)制信號(hào)而改變叫做調(diào)幅(AM)。

  使高頻振蕩電流的頻率隨調(diào)制信號(hào)而改變叫做調(diào)頻(FM)。

  右圖是調(diào)幅裝置的示意圖.接在振蕩器和線圈之間的話筒就是一個(gè)最簡單的調(diào)制器,由聲源發(fā)出的聲音振動(dòng)使話筒里的碳粒發(fā)生時(shí)松時(shí)緊的變化,它的電阻也發(fā)生時(shí)大時(shí)小的變化。所以,雖然振蕩器產(chǎn)生的是高頻等幅振蕩電流,但是線圈通過的卻是隨聲音而改變的高頻調(diào)幅電流.由于線圈的互感作用,從開放電路中發(fā)射的也是這種高頻調(diào)幅電流。這種電磁波叫調(diào)幅波。(多媒體演示:調(diào)幅波)

  (用示波器觀察調(diào)幅波形)

  2.無線電波的接收

  師:處在電磁波傳播空間中的導(dǎo)體,會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,導(dǎo)作中感應(yīng)電流的頻率與激起它的電磁波頻率相同,因此,利用放在電磁波傳播空間中的導(dǎo)體,就可以接收到電磁波,這樣的導(dǎo)體就是接收天線。

  在無線電技術(shù)中,用天線和地線組成的接收電路來接收電磁波。

  講解:世界上有許許多多的無線電臺(tái)、電視臺(tái)以及各種無線電通訊設(shè)備,它們不斷地向空中發(fā)射不同頻率的電磁波,這些電磁波強(qiáng)弱不等地彌漫在我們周圍。如果不加選擇地把它們都接收下來,那必然是信號(hào)一片混亂,分辨不清,達(dá)不到我們傳遞信息的目的。所以,接收電磁波時(shí),首先要從諸多的電磁波中把我們需要的選出來,通常叫做選臺(tái)。這就要設(shè)法使我們需要的電磁波在接收天線中激起的感應(yīng)電流最強(qiáng)。在無線電技術(shù)里,是利用電諧振來達(dá)到這個(gè)目的的。當(dāng)接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時(shí),接收電路中產(chǎn)生的振蕩電流最強(qiáng)。這種現(xiàn)象叫做電諧振,相當(dāng)于機(jī)械振動(dòng)中的共振。

  (用示波器觀察電諧振波形)

  師:接收電路產(chǎn)生電諧振的過程叫做調(diào)諧,能夠調(diào)諧的接收電路叫做調(diào)諧電路。

  如圖是收音機(jī)的調(diào)諧電路。調(diào)節(jié)可變電容器的電容來改變調(diào)諧電路的頻率,使它跟要接收的電臺(tái)發(fā)出的電磁波的頻率相同,這個(gè)頻率的電磁波在調(diào)諧電路里激起較強(qiáng)的感應(yīng)電流,這樣就選出了這個(gè)電臺(tái)。(演示調(diào)諧過程)

  講解:收音機(jī)接收的經(jīng)過調(diào)制的高頻振蕩電流(對(duì)應(yīng)圖講解),這種電流通過收音機(jī)的耳機(jī)或揚(yáng)聲器,并不能使它們振動(dòng)而發(fā)聲,為什么呢,假定某一個(gè)半周期電流的作用是使振動(dòng)片向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng),下一個(gè)半周期電流就以幾乎同樣大的作用使振動(dòng)片向反方向運(yùn)動(dòng).高頻電流的周期非常短,半周期更短,而振動(dòng)片的慣性相當(dāng)大,所以在振動(dòng)片還沒有來得及在電流的作用下向某個(gè)方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,就立刻有一個(gè)幾乎同樣大的作用要使它向反方向運(yùn)動(dòng),結(jié)果振動(dòng)片實(shí)際上不發(fā)生振動(dòng).要聽到聲音,必須從高頻振蕩電流中“檢”出聲音信號(hào),使揚(yáng)聲器(或耳機(jī))中的動(dòng)片隨聲音信號(hào)振動(dòng)。

  從接收到的高頻振蕩電流中“檢”出所攜帶的調(diào)制信號(hào)過程,叫做檢波。檢波是調(diào)制的逆過程,因此也叫解調(diào)。由于調(diào)制的方法不同,檢波的方法也不同。檢波之后的信號(hào)再經(jīng)過放大、重現(xiàn),我們就可以聽到或看到了。

  下面介紹收音機(jī)中對(duì)調(diào)幅波的檢波。

  右圖是晶體二極管的檢波電路,是利用晶體二極管的單向?qū)щ娦詠磉M(jìn)行檢波的。調(diào)諧電路中產(chǎn)生的是經(jīng)過調(diào)幅的高頻振蕩電流,L1和L2繞在同一磁棒上,由于互感作用,在L2上產(chǎn)生的是高頻交變電壓.由于二極管的單向?qū)щ娦裕ㄟ^它的是單向脈動(dòng)電流,這個(gè)單向脈動(dòng)電流既有高頻成分,又有低頻的聲音信號(hào),高頻成分基本從電容器C(復(fù)習(xí)旁路電容器)通過,剩下的音頻電流通過耳機(jī)發(fā)聲。(用示波器觀察檢波過程)實(shí)際上就是一個(gè)晶體二極管收音機(jī)的電路圖.這種收音機(jī)聲音很小,只能用開機(jī)收聽本地電臺(tái).為了提高收音機(jī)的接收性能,需要用放大器把微弱的信號(hào)放大.圖示是加有放大器的收音機(jī)方框圖.由天線和調(diào)諧電路接收到的高頻調(diào)幅電流,先通過放大器進(jìn)行高頻放大,然后進(jìn)行檢波和低頻放大,放大后的音頻電流輸送到喇叭,使它們發(fā)出聲音。

  下面我們通過調(diào)幅和調(diào)頻兩種方式,來看看無線電波發(fā)射和接收的全過程。

  (1)調(diào)幅發(fā)射和接收。(實(shí)驗(yàn)演示)

  (2)調(diào)頻發(fā)射和接收。(實(shí)驗(yàn)演示)

  比喻:

  高頻電流→火車 音頻電流→貨物

  調(diào)制→發(fā)射→傳播→調(diào)諧→解調(diào)

  裝貨→出站→運(yùn)行→進(jìn)站→卸貨

  師:我們再來看一下無線電波的分段。(投影)

  波段 波長 頻率 傳播方式 主要用途

  長波 30 000 m~3 000 m 10 kHz~100 kHz 地波 超遠(yuǎn)程無線通訊和導(dǎo)航

  中波 3 000 m~200 m 100 kHz~1 500 kHz 地波和天波 調(diào)幅無線電廣播、電報(bào)、通信

  中短波 200 m~50 m 1500 kHz~6 000 kHz

  短波 50 m~10 m 6MHz~30 MHz 天波

  微波 米波 10 m~1 m 30MHz~300MHz 近似直線傳播 調(diào)頻無線電廣播、電視、導(dǎo)航

  分米波 1 m~0.1 m 300 MHz~3 000 MHz 直線傳播 電視、雷達(dá)、導(dǎo)航

  厘米波 10 cm~1 cm 3 000 MHz~30 000 MHz

  毫米波 10 mm~1 mm 30000MHz~300 000 MHz

  (三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

  本節(jié)課主要學(xué)習(xí)了以下內(nèi)容

  1.電磁波的產(chǎn)生和發(fā)射條件。

  2.開放電路的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)。

  3.電磁波的發(fā)射過程和接收過程

  (四)課余作業(yè)

  完成P92“問題與練習(xí)”中的題目。閱讀P91“科學(xué)足跡”。

  預(yù)習(xí)下一節(jié):電磁波的發(fā)射和接收。

物理電磁波教案3

  (一)教學(xué)目的

  1.常識(shí)性了解電磁波,知道電磁波的頻率、波長的概念。

  2.記住電磁波的傳播速度。

  (二)教具

  水,水槽,水木棍,麻繩,電池,半導(dǎo)體收音機(jī),鋼銼,導(dǎo)線。

  (三)教學(xué)過程

  1.復(fù)習(xí)

  我們生活在一個(gè)充滿聲音的世界里,人們通過聲音(如語言、音樂等)交流思想、表達(dá)感情。如家長的教誨、教師的授課可以增長我們的知識(shí);優(yōu)美動(dòng)聽的音樂可以陶冶人的情操、給人以美的享受。聲音是傳遞信息的一種重要方式,幫助我們了解世界。

  通過我們在初中二年級(jí)學(xué)習(xí)過的聲現(xiàn)象的有關(guān)知識(shí),可以知道:一切正在發(fā)聲的物體都在振動(dòng);我們聽到的聲音通常是靠空氣傳的;聲波在空氣中的傳速度大約是340米/秒。

  在前面我們還學(xué)習(xí)過電話,電話的話筒能把聲音振動(dòng)轉(zhuǎn)化為強(qiáng)弱變化的電流,電流流經(jīng)聽筒,聽筒又能把它轉(zhuǎn)化為振動(dòng),使人聽到聲音。

  2.引入新課

  飛機(jī)上的飛行員與地面指揮員的對(duì)話不用電線;我們每天聽收音機(jī)或看電視,也沒有電線直接通向電臺(tái)或電視臺(tái)。可見,這些都不是用電線來傳播電信號(hào)的,我們稱作“無線電通信”。那么,無線電通信是怎樣傳輸信號(hào)的呢?今天我們就來學(xué)習(xí)這方面的簡單知識(shí)。

  3.進(jìn)行新課

  板書:<第一節(jié)電磁波>

  (1)演示實(shí)驗(yàn)

  ①手持小木棍,讓木棍下端接觸水槽水面,使同學(xué)們看到,水面上有一圈圈凸凹相間的狀態(tài)從木棍接觸水面處向外傳播,形成了水波。

  ②音叉(或其他發(fā)聲體)振動(dòng)時(shí),在空氣中會(huì)有疏密相間的狀態(tài)向外傳播,形成聲波。聲波看不見,摸不到,但聲波傳到我們的耳朵,會(huì)引起鼓膜振動(dòng),使我們產(chǎn)生聽覺。

  總結(jié)以上實(shí)驗(yàn)(和其他事例)得出結(jié)論:

  板書:<波是自然界普通存在的現(xiàn)象>

  (2)電磁波

  板書:<當(dāng)導(dǎo)體中有迅速變化的電流時(shí),會(huì)向周圍空間發(fā)射電磁波。>

  電磁波看不到,摸不著,我們可以通過實(shí)驗(yàn)來間接觀察它的存在。

  演示課本上圖13—2的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)后讓學(xué)生閱讀課本上“實(shí)驗(yàn)”后的兩個(gè)自然段,再提出以下問題讓學(xué)生回答。

  ①為什么會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象?

  ②舉出日常生活中發(fā)生的類似的現(xiàn)象。

  教師歸納小結(jié),講解電磁波的初步知識(shí),并說明間接觀察是物理學(xué)常用的研究方法(如借助小磁針可以間接地研究磁場)。

  (3)電磁波的頻率和波長

  講解課本圖13—3水波在1秒內(nèi)傳播的波形圖,結(jié)合小木棍振動(dòng)時(shí)產(chǎn)生水波的演示實(shí)驗(yàn)說明:

  ①波峰與波谷的概念;

  ②在1秒內(nèi)出現(xiàn)的波峰數(shù)(或波谷數(shù))叫水波的頻率;頻率的單位叫做赫茲,簡稱赫。常用的頻率單位是千赫和兆赫。

  板書:<1千赫=103赫,1兆赫=106赫>

  ③波長與波速的概念;

  ④分析得出:波速與波長和頻率的關(guān)系。

  板書:<波速=波長×頻率>

  類似于水波,電磁波也有自己的頻率和波長,也同樣可以用波形圖來描述,講解課本圖13—4頻率不同的電磁波的波形圖。需要說明以下二點(diǎn):

  ①電磁波的頻率等于產(chǎn)生電磁波的振蕩電流的'頻率。

  ②電磁波頻率、波長與波速的關(guān)系。

  板書:<對(duì)電磁波同樣有波速=波長×頻率>

  電磁波在空間是向各個(gè)方向傳播的,德國物理學(xué)家赫茲用實(shí)驗(yàn)證實(shí),電磁波的傳播速度等于光速。

  板書:<電磁波在真空中的傳播速度與光速相同,是3×108米>

  注意:不同頻率(或不同波長)的電磁波的傳播速度都相同,所以頻率較大的電磁波,波長較短。

  例:我國第一顆人造地球衛(wèi)星采用20.009兆赫和19.995兆赫的頻率發(fā)送無線電信號(hào),這兩種頻率的電磁波的波長各是多少?(光速為2.9979×108米/秒)

  (答案:波長分別為14.983米和14.993米)

  由于電磁波的頻率和波長各不相同,所以在我們周圍空間里存在著形形色色的電磁波。按照課本上的圖表,介紹無線電通信所用的電磁波(也叫無線電波)的幾個(gè)波段。

  4.小結(jié)(略)

  5.想想議議:教師演示并提出問題。

  打開半導(dǎo)體收音機(jī),調(diào)到一個(gè)沒有電臺(tái)的地方,使收音機(jī)收不到電臺(tái)的廣播。然后開大音量,讓收音機(jī)靠近220伏特的交流電線,從收音機(jī)會(huì)聽到“雜音”。這是為什么?

  6.布置作業(yè)

  (1)閱讀課本上的閱讀材料:無線電波的傳播途徑。

  (2)閱讀本節(jié)教材。

  (四)說明

  1.本節(jié)內(nèi)容知識(shí)多,范圍廣,要注意掌握教學(xué)要求,使初中學(xué)生常識(shí)性了解電磁波的有關(guān)知識(shí),如波長、頻率、波速等。有些知識(shí)只宜點(diǎn)到為止,不能求深求全。

  2.用“類比”水波的辦法通俗講解波的形成和波長、頻率、波速的概念;用半導(dǎo)體、鋼銼、電池、導(dǎo)線演示電磁波的存在是本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵。

  注:本教案依據(jù)的教材是人教社初中物理第三冊。

物理電磁波教案4

  (一)教學(xué)目的

  1.使學(xué)生知道當(dāng)導(dǎo)體中有迅速變化的電流時(shí),周圍空間會(huì)有電磁波向外傳播,借助于電磁波可以傳輸信號(hào)。

  2.使學(xué)生知道電磁波的頻率、波長的初步概念,能記住波長和頻率的關(guān)系,能記住電磁波在空氣中的傳播速度。

  (二)教具

  粗棉繩一根(用5根粗棉線搓在一起構(gòu)成)、金屬銼刀一把、電池、導(dǎo)線、半導(dǎo)體收音機(jī)一臺(tái)、畫有收音機(jī)刻度板的小黑板。

  課前要求有條件的學(xué)生自帶一個(gè)小半導(dǎo)體收音機(jī)。

  (三)教學(xué)過程

  1.電磁波

  用類此推理的方法,由機(jī)械波引出電磁波。

  我們把導(dǎo)體中迅速變化的電流在周圍空間產(chǎn)生的波叫做電磁波(板書)。

  無線電通信正是利用電磁波來傳輸信號(hào)的。

  2.電磁波的頻率

  就水面波來說,振源(木桿)每上下振動(dòng)一次,水面上就出現(xiàn)一個(gè)波峰(凸起部分)和一個(gè)波谷(凹下部分)。在1秒鐘內(nèi)木桿振動(dòng)的次數(shù)越多(即振動(dòng)越快),水面上出現(xiàn)的波峰(或波谷)數(shù)也越多。

  我們再觀察一下繩上形成的波。

  演示用手捏住豎直下垂繩子的上端,沿水平向左右先后做快慢不同的振動(dòng),可以看到,當(dāng)振動(dòng)較快時(shí),從繩子上端每秒鐘出現(xiàn)的波峰(或波谷)數(shù)較多;當(dāng)振動(dòng)較慢時(shí),從繩子上端每秒鐘出現(xiàn)的波峰(或波谷)數(shù)較少。

  在以上情況下(指水波和繩上形成的波),1秒內(nèi)出現(xiàn)的波峰(或波谷)數(shù),叫做頻率。它的單位名稱叫赫茲(Hz),簡稱赫,常用頻率單位還有千赫(kHz)和兆赫(mHz)。

  1千赫=103赫

  1兆赫=106赫

  跟水波和繩上形成的波類似,電磁波也有自己的頻率,電磁波的頻率由電路中每秒電流變化的次數(shù)(或說每秒種電流振蕩的次數(shù))決定。

  3.電磁波的波長

  像前面那樣,再做一次用繩子形成波的演示,讓學(xué)生仔細(xì)觀察:當(dāng)改變振動(dòng)的快慢時(shí),不但波的頻率發(fā)生改變,而且相鄰兩個(gè)波峰(或波谷)間的距離也不相同。

  相鄰兩個(gè)波峰(或波谷)的距離,叫做波長。

  由上面的演示還可看出,手捏住繩第一次振動(dòng)出現(xiàn)一個(gè)波峰,第二次振動(dòng)又出現(xiàn)一個(gè)波峰,而此時(shí)第一個(gè)波峰已向下傳播了一段距離,這個(gè)距離恰好是一個(gè)波長。因此,也可以說波長等于每振動(dòng)一次波峰沿波的傳播方向傳播的距離。波長的單位是米。

  電磁波也有自己的波長,電磁波的波長表示電磁波每振動(dòng)(或說振蕩)一次傳播的距離。

  4.波長、頻率、波速三者間的關(guān)系

  波速表示波傳播的快慢,由教材上水波在1秒內(nèi)傳播的波形圖可以知道:

  波速=波長×頻率

  對(duì)電磁波來說,同樣有

  波速=波長×頻率

  電磁波的波速和光速相同,在空氣或真空中每秒傳播的距離約30萬千米,記為3×108米/秒。在空氣或真空中,各種頻率的`電磁波的波速是相同的,所以,頻率越高的電磁波,它的波長就越短。

  指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材上的電磁波(無線電波)波段劃分表。

  5.布置作業(yè)

  課外觀察一臺(tái)多波段收音機(jī)的選臺(tái)指示盤,注意看各波段都在哪些頻率范圍和波長范圍?把對(duì)應(yīng)的波長和頻率相乘,看看是不是等于光速?

  (四)設(shè)想、體會(huì)

  電磁波一節(jié)的教案,以演示為基礎(chǔ),有意識(shí)地突出振動(dòng)和波的形成的關(guān)系。通過觀察分析水波和繩上形成的波,讓學(xué)生初步了解波的頻率和波長的物理意義,再運(yùn)用類比方法引出電磁波的頻率和波長,以及波速、波長、頻率三者間的關(guān)系,并注意引導(dǎo)學(xué)生初步建立在空氣或真空中電磁波的波速與光速相同的觀念。

物理電磁波教案5

  教學(xué)目標(biāo)

  1. 掌握波速的公式c= 。

  2. 知道各波段電磁波的特性及其應(yīng)用。

  3. 通過身邊的案例感受物理與生活實(shí)際的聯(lián)系。

  4. 通過對(duì)各個(gè)波段電磁波的了解,認(rèn)識(shí)到科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的巨大推動(dòng)作用。

  5. 尋找地外文明,開拓學(xué)生視野。進(jìn)行世界觀教育。

  教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)

  重點(diǎn):

  波速的公式c=

  難點(diǎn):

  各波段電磁波的特性及其應(yīng)用,世界觀教育。

  教學(xué)方法

  多媒體圖片展示、講解、討論、練習(xí)

  教學(xué)手段

  多媒體課件、圖片展示

  教學(xué)過程:

  1、 引入:

  復(fù)習(xí)回顧----1、電磁場理論的基本內(nèi)容是什么?2、電磁波有什么樣的特點(diǎn)?

  教師提出問題:怎樣描述電磁波?進(jìn)入本節(jié)課程的學(xué)習(xí)。

  2、新課講解:

  一、波長、頻率和波速

  波峰、波谷,波長,頻率,波速概念的講解。重點(diǎn)是讓學(xué)生掌握波速的公式。

  二、電磁波譜

  ⑴、由圖片引入,講解其定義和其成分。另外還要講解圖片中的波長和頻率特點(diǎn)。

  ⑵、分別講解每個(gè)波段的波長,特性和應(yīng)用(主要結(jié)合圖片來講解)。

  三、電磁波譜的能量

  由微波爐加熱食物來說明。最后得出結(jié)論:電磁波具有能量,電磁波是一種物質(zhì)。

  四、太陽輻射

  結(jié)合課本圖片來說明陽光中的.成分和能量分布。

  五、尋找地外文明

  主要介紹SETI計(jì)劃,激發(fā)學(xué)生對(duì)物理的興趣。對(duì)尋找外星人的利弊進(jìn)行講解,開拓學(xué)生的視野和世界觀。

  布置作業(yè):創(chuàng)新課時(shí)訓(xùn)練P51----P52

  板書設(shè)計(jì):

  電磁波譜

  一、波長、頻率和波速

  波峰、波谷:

  波長:

  頻率:

  波速:c=

  二、電磁波譜

  三、電磁波譜的能量

  四、太陽輻射

物理電磁波教案6

  【教學(xué)目標(biāo)】

  (一)知識(shí)與技能

  1.了解電磁波譜的構(gòu)成,知道各波段的電磁波的主要作用及應(yīng)用。

  2.知道電磁波具有能量,是一種物質(zhì)。

  3.了解太陽輻射。

  (二)過程與方法

  通過查閱與電磁波譜中各種頻段波的應(yīng)用相關(guān)的資料,培養(yǎng)學(xué)生收集信息,加工處理信息的能力。

  (三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀

  體會(huì)電磁波的應(yīng)用對(duì)現(xiàn)代社會(huì)的影響,明確不同的電磁波具有的不同用途和危害,感悟現(xiàn)代科技的正反兩個(gè)方面,培養(yǎng)辯證唯物的價(jià)值觀。

  【教學(xué)重點(diǎn)】紅外線、紫外線、X射線、γ射線的特點(diǎn)及應(yīng)用。

  【教學(xué)難點(diǎn)】電磁波的能量。

  【教學(xué)方法】教師引導(dǎo),學(xué)生閱讀討論

  【教學(xué)用具】投影儀,幻燈片。

  【教學(xué)過程】

  (一)引入新課

  師:電磁波的范圍很廣。我們通常所說的,無線電波、光波各種射線,如紅外線、紫外線、X射線、γ射線等,都是電磁波。我們把各種電磁波按照波長或頻率大小的順序排列成譜,就叫電磁波譜。這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)電磁波譜中各種電磁波的特點(diǎn)和主要作用。

  (二)進(jìn)行新課

  1.電磁波譜

  (投影)

  師:請同學(xué)說出電磁波家族中,主要有哪些種類?波長最長的.是什么?波長最短的是什么?他們主要在哪些方面有應(yīng)用?

  學(xué)生觀察圖譜,發(fā)表見解。

  生:電磁波家族有無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線。波長最長的是無線電波中的長波。波長最短的是γ射線。

  師:下面我們依次認(rèn)識(shí)這些電磁波的特點(diǎn)和應(yīng)用。

  2.無線電波

  教師提出問題,引導(dǎo)學(xué)生通過看書,討論并回答問題(培養(yǎng)學(xué)生的閱讀能力)

  (1)無線電波的波長范圍?(2)無線電波有哪些主要應(yīng)用?

  3.紅外線

  閱讀教材,回答問題:

  (1)紅外線的波長介于哪兩種電磁波之間?(2)紅外線的主要特點(diǎn)是什么?

  (3)紅外線的主要應(yīng)用有哪些?

  4.可見光

  閱讀教材,回答問題:

  (1)可見光的波長范圍?(2)可見光包括哪幾種顏色的光?

  (3)天空為什么看起來是藍(lán)色的?傍晚的陽光為什么比較紅?

  5.紫外線

  閱讀教材,回答問題:

  (1)紫外線的波長范圍?(2)紫外線有什么特點(diǎn)?(3)紫外線有哪些應(yīng)用?

  6.X射線和γ射線

  閱讀教材,回答問題:

  (1)這兩種射線的波長有何特點(diǎn)?(2)X射線和γ射線有什么特點(diǎn)?

  (3)X射線和γ射線有哪些主要用?

  7.電磁波的能量

  閱讀教材,回答問題:

  (1)哪些證據(jù)能夠說明電磁波具有能量?(2)怎樣理解電磁波是一種物質(zhì)?

  8.太陽輻射

  閱讀教材,回答問題:

  (1)從太陽輻射出來的電磁波有哪些種類?

  (2)太陽輻射的能量主要集中在哪些區(qū)域?在哪一個(gè)波段附近能量最強(qiáng)?

  (三)課堂總結(jié)、點(diǎn)評(píng)

  本節(jié)課學(xué)習(xí)電磁波譜的構(gòu)成,了解了各種電磁波的特點(diǎn)和主要應(yīng)用。

  (四)課余作業(yè)

  1.完成P102“問題與練習(xí)”中的題目。

  2.閱讀P101“科學(xué)漫步” 。

物理電磁波教案7

  教學(xué)目標(biāo):

  1、理解麥克斯韋電磁場理論的兩個(gè)支柱:變化的磁場產(chǎn)生電場、變化的電場產(chǎn)生磁場。了解變化的電場和磁場相互聯(lián)系形成同一的電磁場。

  2、 了解電磁場在空間傳播形成電磁波。

  3、 了解麥克斯韋電磁場理論以及赫茲實(shí)驗(yàn)在物理學(xué)發(fā)展中的貢獻(xiàn)。體會(huì)兩位科學(xué)家研究物理問題的思想方法。

  教學(xué)過程:

  一、偉大的預(yù)言

  說明:法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象那年,麥克斯韋在蘇格蘭愛丁堡附近誕生,從小就表現(xiàn)出了驚人的數(shù)學(xué)和物理天賦,他從小熱愛科學(xué),喜歡思考,1854年從劍橋大學(xué)畢業(yè)后,精心研讀了法拉第的著作,法拉第關(guān)于“場”和“力線”的思想深深吸引了麥克斯韋,但麥克斯韋也發(fā)現(xiàn)了法拉第定性描述的弱點(diǎn),那就是不能定量的描述電場和磁場的關(guān)系。因此,這位初出茅廬的科學(xué)家決定用他的數(shù)學(xué)才能來彌補(bǔ)。1860年初秋,麥克斯韋特意去拜訪法拉第,兩人雖然在年齡上相差四十歲,在性情、愛好、特長方面也迥然各異,可是對(duì)物質(zhì)世界的看法卻產(chǎn)生了共鳴。法拉第鼓勵(lì)麥克斯韋:“你不應(yīng)停留在數(shù)學(xué)解釋我的觀點(diǎn)”,而應(yīng)該突破它。

  說明:麥克斯韋學(xué)習(xí)了庫侖、安培、奧斯特、法拉第、亨利的研究成果,結(jié)合了自己的創(chuàng)造性工作,最終建立了經(jīng)典電磁場理論。

  說明:法拉第電磁感應(yīng)定律告訴我們:閉合線圈中的磁通量發(fā)生變化就能產(chǎn)生感應(yīng)電流,我們知道電荷的定向移動(dòng)形成電流,為什么會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流呢?一定是有了感應(yīng)電場,因此,麥克斯韋認(rèn)為,這個(gè)法拉第電磁感應(yīng)的實(shí)質(zhì)是變化的磁場產(chǎn)生電場,電路中的電荷就在這個(gè)電場的作用下做定向移動(dòng),產(chǎn)生了感應(yīng)電流。即使變化的磁場周圍沒有閉合電路,同樣要產(chǎn)生電場。變化的磁場產(chǎn)生電場,這是一個(gè)普遍規(guī)律

  說明:自然規(guī)律存在著對(duì)稱性與和諧性,例如有作用力就有反作用力。既然變化的磁場能夠產(chǎn)生電場,那么變化的電場能否產(chǎn)生磁場呢?麥克斯韋大膽地假設(shè),變化的電場能夠產(chǎn)生磁場。

  問:什么現(xiàn)象能夠說明變化的.電場能夠產(chǎn)生磁場?(例如通電螺線管中的電流發(fā)生變化,那么螺線管內(nèi)部的磁場要發(fā)生變化)

  說明:根據(jù)這兩個(gè)基本論點(diǎn),麥克斯韋推斷:如果在空間在空間某區(qū)域中有不均勻變化的電場,那么這個(gè)變化的電場能夠引起變化的磁場,這個(gè)變化的磁場又引起新的變化的電場.........這樣變化的電場引起變化的磁場,變化的磁場又引起變化的電場,變化的電場和磁場交替產(chǎn)生,由近及遠(yuǎn)傳播就形成了電磁波。

  二、電磁波

  問:在機(jī)械波的橫波中,質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和波的傳播方向之間有何關(guān)系?(兩者垂直)

  說明:根據(jù)麥克斯韋的理論,電磁波中的電場強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度互相垂直,而且兩者均與電磁波的傳播方向垂直,電磁波是橫波。

  問:電磁波以多大的速度傳播呢?(以光速C傳播)

  問:在機(jī)械波中是位移隨時(shí)間做周期性變化,在電磁波中是什么隨時(shí)間做周期性變化呢?(電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B)

  三、赫茲的電火花

  說明:德國科學(xué)家赫茲證明了麥克斯韋關(guān)于電磁場的理論

  板書設(shè)計(jì)

  一、偉大的預(yù)言

  1、變化的磁場產(chǎn)生電場

  變化的電場產(chǎn)生磁場

  2、變化的電場和磁場交替產(chǎn)生,由近及遠(yuǎn)傳播形成電磁波

  二、電磁波

  1、電磁波是橫波,E和B互相垂直,而且兩者均與電磁波的傳播方向垂直÷

  2、電磁波以光速C傳播)

  3、電磁波中電場強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間做周期性變化

  三、赫茲的電火花

  赫茲證明了麥克斯韋關(guān)于電磁場的理論

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