小學(xué)教案比的應(yīng)用
發(fā)表時(shí)間:2020-11-02電磁波的應(yīng)用及防護(hù)。
一名優(yōu)秀的教師就要對(duì)每一課堂負(fù)責(zé),作為教師就需要提前準(zhǔn)備好適合自己的教案。教案可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入課堂環(huán)境中來(lái),讓教師能夠快速的解決各種教學(xué)問(wèn)題。教案的內(nèi)容具體要怎樣寫呢?為了讓您在使用時(shí)更加簡(jiǎn)單方便,下面是小編整理的“電磁波的應(yīng)用及防護(hù)”,希望能為您提供更多的參考。
第三節(jié)電磁波的應(yīng)用及防護(hù)
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(guò)程;
(2)了解電視信號(hào)的錄制、發(fā)射和接收過(guò)程;
(3)了解雷達(dá)的定位原理。
2、過(guò)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(guó)人研制出最早的電視機(jī)。1928年,美國(guó)通用公司生產(chǎn)出第一臺(tái)電視機(jī)。
1925年,美國(guó)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(wú)線電臺(tái)開始每周三次進(jìn)行試驗(yàn)性廣播。1939年,全國(guó)廣播公司在紐約市試驗(yàn)廣播。
美國(guó)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(guó)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(guó)家庭中約有1.4萬(wàn)臺(tái)電視機(jī),1949年達(dá)到近100萬(wàn)臺(tái)。1955年,將近3000萬(wàn)臺(tái),1960年,達(dá)6000萬(wàn)臺(tái),于1951年問(wèn)世的彩色電視機(jī)以及大屏幕電視機(jī)也進(jìn)入美國(guó)人家庭。目前美國(guó)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(guó)最早的電視誕生在1958年3月17日。
這天晚上,我國(guó)電視廣播中心在北京第一次試播電視節(jié)目,國(guó)營(yíng)天津無(wú)線電廠(后改為天津通信廣播公司)研制的中國(guó)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(guó)在1958年以前還沒(méi)有電視廣播,國(guó)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(guó)營(yíng)天津無(wú)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(méi)有見過(guò)電視機(jī),參考資料也很少,通過(guò)對(duì)資料、國(guó)外樣機(jī)、樣件的研究,他們根據(jù)當(dāng)時(shí)國(guó)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(guó)產(chǎn)電子管器件”的電視機(jī)設(shè)計(jì)方案。
我國(guó)第一臺(tái)電視機(jī)的試制成功,填補(bǔ)了我國(guó)電視機(jī)生產(chǎn)的空白,是我國(guó)電視機(jī)生產(chǎn)史的起點(diǎn),今天我國(guó)已成為世界電視機(jī)生產(chǎn)大國(guó)。
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——LowDefinitionTelevision的簡(jiǎn)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(guò)程見圖18-17甲圖。請(qǐng)注意,攝象機(jī)無(wú)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(guò)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(guò)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(jué)暫留現(xiàn)象,所以我們感覺(jué)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(guò)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(guó)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(guò)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(guó)將在2008年全面推進(jìn)數(shù)字高清晰度電視,2010年基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化,2015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——PlasmaDisplayMonitor的簡(jiǎn)稱):等離子(PDP)是指通過(guò)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(chǎng)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(jué)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。(wwW.jk251.COM 教師范文大全)
(2)雷達(dá)
雷達(dá)是利用無(wú)線電波測(cè)定物體位置的無(wú)線電設(shè)備。
電磁波如果遇到尺寸明顯大于波長(zhǎng)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(zhǎng)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(wú)線電波(叫做脈沖)。每次發(fā)射的時(shí)間不超過(guò)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(wú)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(cè)出從發(fā)射無(wú)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(lái)的。當(dāng)雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射無(wú)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(lái)的無(wú)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(cè)飛機(jī)、艦艇、導(dǎo)彈等軍事目標(biāo),還可以用來(lái)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(cè)臺(tái)風(fēng)、雷雨云。
2、電磁波譜
按電磁波的波長(zhǎng)或頻率大小的順序排列成譜,叫電磁波譜。按波長(zhǎng)從長(zhǎng)到短的順序排列,依次是無(wú)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(zhǎng)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)。
精選閱讀
電磁波
電磁波
課時(shí)安排:l課時(shí)
教具學(xué)具:220V交流電源、變壓器、小燈泡.
師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì):
教師先通過(guò)實(shí)驗(yàn)引入,啟發(fā)學(xué)生思考、想象,總結(jié)麥克斯韋理論,再利用哲學(xué)中相互聯(lián)系的規(guī)律理解掌握電磁場(chǎng)理論.結(jié)合課本講解電磁波概念,類比機(jī)械波,理解電磁波傳播規(guī)律.
教學(xué)步驟:
一、引言:人類認(rèn)識(shí)客觀世界,發(fā)現(xiàn)新的事物,常有兩種方式,一種是從生產(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察分析后發(fā)現(xiàn)新的事物,另一種是從科學(xué)理論出發(fā),預(yù)言新的事物存在.電磁波的發(fā)現(xiàn),屬于后一種.麥克斯韋從電磁場(chǎng)理論出發(fā),運(yùn)用了較為深?yuàn)W的數(shù)學(xué)工具,得到了描述電磁場(chǎng)特性的規(guī)律,并預(yù)言了電磁波的存在.10年后,他的學(xué)生赫茲用實(shí)驗(yàn)方法證實(shí)了麥克斯韋的偉大預(yù)言,發(fā)射并接收了電磁波,從而開創(chuàng)了無(wú)線電技術(shù)的新時(shí)代.我們現(xiàn)在粗略地介紹了一下麥克斯韋的這個(gè)理論.
二、教學(xué)過(guò)程
l、麥克斯韋的理論要點(diǎn)一:變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)
演示實(shí)驗(yàn)
裝置如圖所示,當(dāng)穿過(guò)螺線管的磁場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí),上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),引起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光.
(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)說(shuō)明了什么?
麥克斯韋認(rèn)為變化的磁場(chǎng)在線圈中產(chǎn)生電場(chǎng),正是這種電場(chǎng)(渦旋電場(chǎng))在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動(dòng),引起了感應(yīng)電流.
(2)如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈,線圈中還會(huì)有電流、電場(chǎng)嗎?
引導(dǎo)學(xué)生思考后回答,有電場(chǎng)、無(wú)電流.
(3)想象線圈不存在時(shí)線圈所在處的空間還有電場(chǎng)嗎?(有)
(4)總結(jié)說(shuō)明,麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過(guò)用來(lái)顯示電場(chǎng)的存在,線圈不存在時(shí),變化的磁場(chǎng)同樣在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng),即這是
一種普遍存在的現(xiàn)象,跟閉合電路是否存在無(wú)關(guān).2、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
我們知道,電流周圍存在著磁場(chǎng),麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似和聯(lián)系.經(jīng)過(guò)反復(fù)思考提出一個(gè)假設(shè),變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng).
這一點(diǎn),我們從哲學(xué)上知道,事物之間是相互聯(lián)系的,可以相互轉(zhuǎn)化.
比如根據(jù)麥克斯韋的理論,在給電容器充電的時(shí)候,不僅導(dǎo)體中電流要產(chǎn)生磁場(chǎng),而且在電容器兩極板問(wèn)周期性變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng).
3、電磁場(chǎng)、電磁波
(l)概念
麥克斯韋根據(jù)自己的理論進(jìn)一步預(yù)言,如果在空間某域中有周期性變化的電場(chǎng),那么,這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng),這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng)……可見,變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系的,形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體,這就是電磁場(chǎng),這種變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是交替產(chǎn)生,并且由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播.見課本圖19—10,電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波.
(2)電磁波的特點(diǎn)
①是橫波:用課本P270圖19-10說(shuō)明
②是物質(zhì)波,真空中也能傳播,能獨(dú)立存在(與機(jī)械波不同)
③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性
(1)波速公式()
電磁波在真空中速度等于光速.
三、總結(jié)、擴(kuò)展
麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論
1、變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng),變化的電場(chǎng)能夠在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng).
2、均勻變化的磁場(chǎng),產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng),均勻變化的電場(chǎng),產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng).這里的“均勻變
化”指在相等時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度(或電場(chǎng)強(qiáng)度)的變化量相等,或者說(shuō)磁感應(yīng)強(qiáng)度(或電場(chǎng)強(qiáng)度)對(duì)時(shí)間變化率一定.3、不均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng),不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)
4、振蕩的(即周期性變化的)磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng),振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng).
5、變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系著,形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體,這就是電磁場(chǎng),向周圍空間傳播就是電磁波.
四、板書設(shè)計(jì)
電磁場(chǎng)電磁波
一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論
1、變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)
2、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
3、電磁場(chǎng)的概念
二、電磁波
1、電磁波的產(chǎn)生
2、電磁波的特點(diǎn)
電磁波的發(fā)現(xiàn)
第一節(jié)、電磁波的發(fā)現(xiàn)
教學(xué)目標(biāo):
1、理解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩個(gè)支柱:變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。了解變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互聯(lián)系形成同一的電磁場(chǎng)。
2、了解電磁場(chǎng)在空間傳播形成電磁波。
3、了解麥克斯韋電磁場(chǎng)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(wèn)題的思想方法。
教學(xué)過(guò)程:
一、偉大的預(yù)言
說(shuō)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(chǎng)”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(chǎng)和磁場(chǎng)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(lái)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(zhǎng)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(shuō)明:麥克斯韋學(xué)習(xí)了庫(kù)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(chǎng)理論。
說(shuō)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(chǎng),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(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng),電路中的電荷就在這個(gè)電場(chǎng)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(chǎng)周圍沒(méi)有閉合電路,同樣要產(chǎn)生電場(chǎng)。變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng),這是一個(gè)普遍規(guī)律
說(shuō)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(chǎng)能夠產(chǎn)生電場(chǎng),那么變化的電場(chǎng)能否產(chǎn)生磁場(chǎng)呢?麥克斯韋大膽地假設(shè),變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)。
問(wèn):什么現(xiàn)象能夠說(shuō)明變化的電場(chǎng)能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)?(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(chǎng)要發(fā)生變化)
說(shuō)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(chǎng),那么這個(gè)變化的電場(chǎng)能夠引起變化的磁場(chǎng),這個(gè)變化的磁場(chǎng)又引起新的變化的電場(chǎng).........這樣變化的電場(chǎng)引起變化的磁場(chǎng),變化的磁場(chǎng)又引起變化的電場(chǎng),變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)交替產(chǎn)生,由近及遠(yuǎn)傳播就形成了電磁波。
二、電磁波
問(wèn):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(shuō)明:根據(jù)麥克斯韋的理論,電磁波中的電場(chǎng)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(wèn):電磁波以多大的速度傳播呢?(以光速C傳播)
問(wèn):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(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B)
三、赫茲的電火花
說(shuō)明:德國(guó)科學(xué)家赫茲證明了麥克斯韋關(guān)于電磁場(chǎng)的理論
第一節(jié)、電磁波的發(fā)現(xiàn)
板書設(shè)計(jì)
一、偉大的預(yù)言
1、變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)
變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
2、變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)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(chǎng)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(chǎng)的理論
電磁場(chǎng)和電磁波
高中物理教案電磁場(chǎng)和電磁波
一、導(dǎo)引
人類認(rèn)識(shí)客觀世界,發(fā)現(xiàn)新的事物,常有二種方式,一種是從生產(chǎn)實(shí)踐,科學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察分析后發(fā)現(xiàn)新的事物,另一種是從科學(xué)理論出發(fā),預(yù)言新的事物存在,電磁波的發(fā)現(xiàn),屬于后一種。麥克斯韋從電磁場(chǎng)理論出發(fā),運(yùn)用了較為深?yuàn)W的數(shù)學(xué)工具,得到了描述電磁場(chǎng)特性的規(guī)律,并預(yù)言了電磁波的存在。10年后,他的學(xué)生赫茲用實(shí)驗(yàn)方法證實(shí)了麥克斯韋的偉大預(yù)言,發(fā)射并接收了電磁波,從而開創(chuàng)了無(wú)線電技術(shù)的新時(shí)代。
我們現(xiàn)在粗略地介紹了一下麥克斯韋的這個(gè)理論。
二、授課
1.麥克斯韋的理論要點(diǎn)一,變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)
演示實(shí)驗(yàn)
裝置如圖所示,當(dāng)穿過(guò)螺線管的磁場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí),上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),引起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光。
(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)說(shuō)明了什么?
麥克斯韋認(rèn)為變化的磁場(chǎng)在線圈中產(chǎn)生電場(chǎng),正是這種電場(chǎng)(渦旋電場(chǎng))在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動(dòng),引起了感應(yīng)電流。
(2)如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈,線圈中還會(huì)有電流、電場(chǎng)嗎?
引導(dǎo)學(xué)生思考后回答,有電場(chǎng)、無(wú)電流。
(3)想象線圈不存在時(shí)線圈所在處的空間還有電場(chǎng)嗎?(有)
(4)總結(jié)說(shuō)明,麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過(guò)用來(lái)顯示電場(chǎng)的存在,線圈不存在時(shí),變化的磁場(chǎng)同樣在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng),即這是一種普遍存在的現(xiàn)象,跟閉合電路是否存在無(wú)關(guān)。
2.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
我們知道,電流周圍存在著磁場(chǎng),麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似和聯(lián)系。經(jīng)過(guò)反復(fù)思考提出一個(gè)假設(shè),變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
這一點(diǎn),我們從哲學(xué)上知道,事物之間是相互聯(lián)系的,可以相互轉(zhuǎn)化。
比如根據(jù)麥克斯韋的理論,在給電容器充電的時(shí)候,不僅導(dǎo)體中電流要產(chǎn)生磁場(chǎng),而且在電容器兩極板間周期性變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)。
3.電磁場(chǎng)、電磁波
(1)概念
麥克斯韋根據(jù)自己的理論進(jìn)一步預(yù)言,如果在空間某域中有周期性變化的電場(chǎng),那么,這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng),這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng)……。可見,變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系的,形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體,這就是電磁場(chǎng),這種變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是交替產(chǎn)生,并且由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播。見課本6-7圖,電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波。
(2)電磁波的特點(diǎn)
①是橫波
②是物質(zhì)波,真空中也能傳播,能獨(dú)立存在(與機(jī)械波不同)
③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性
(3)波速公式c=λf
c為真空中速度,電磁波在真空中速度等于光速。
無(wú)線電技術(shù)中使用的電磁波叫無(wú)線電波,見課本表格介紹。
三、擴(kuò)展
麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論三點(diǎn)
1.變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng),變化的電場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生磁場(chǎng)。
2.均勻變化的磁場(chǎng),產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng),均勻變化的電場(chǎng),產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)。這里的“均勻變化”指在相等時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度(或電場(chǎng)強(qiáng)度)的變化量相等,或者說(shuō)磁感應(yīng)強(qiáng)度(或電場(chǎng)強(qiáng)度)對(duì)時(shí)間變化率一定。
3.不均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng),不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)
4.振蕩的(即周期性變化的)磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng),振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)。
5.變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系著,形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體,這就是電磁場(chǎng),向周圍空間傳播這就是電磁波。
四、學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)
通過(guò)觀察試驗(yàn),發(fā)揮想象能力,畫出變化磁場(chǎng)產(chǎn)生的電場(chǎng)的電場(chǎng)線。2.總結(jié)機(jī)械波與電磁波的聯(lián)系與區(qū)別
五、板書設(shè)計(jì)
電磁場(chǎng)和電磁波
麥克斯韋電磁場(chǎng)理論
1.變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)
2.變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
3.電磁場(chǎng)→傳播→電磁波
電磁波的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)學(xué)案
一名優(yōu)秀的教師在每次教學(xué)前有自己的事先計(jì)劃,作為教師準(zhǔn)備好教案是必不可少的一步。教案可以讓學(xué)生更好的吸收課堂上所講的知識(shí)點(diǎn),幫助教師能夠更輕松的上課教學(xué)。教案的內(nèi)容要寫些什么更好呢?以下是小編為大家收集的“電磁波的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)學(xué)案”歡迎閱讀,希望您能閱讀并收藏。
班級(jí)_________姓名_________第_______組
人教版物理選修3-4學(xué)案:14.1《電磁波的發(fā)現(xiàn)導(dǎo)學(xué)案》
審核:高二物理組
寄語(yǔ):一定要學(xué)會(huì)反思自己
學(xué)習(xí)目標(biāo):
1、理解麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的兩個(gè)支柱:變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)。了解變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互聯(lián)系形成統(tǒng)一的電磁場(chǎng)及相關(guān)推理思維過(guò)程。
2、了解電磁場(chǎng)在空間傳播形成電磁波。知道機(jī)械波與電磁波的異同,認(rèn)識(shí)光是以波動(dòng)形式傳播的一種電磁振動(dòng).
3、了解赫茲捕捉電磁波的過(guò)程,及電磁波的產(chǎn)生在物理學(xué)發(fā)展史上的偉大意義.
學(xué)習(xí)重點(diǎn)和難點(diǎn):電磁波的形成和傳播過(guò)程
自主學(xué)習(xí):
一、偉大的預(yù)言:
麥克斯韋通過(guò)偉大的預(yù)言和系統(tǒng)知識(shí)的總結(jié)得到電場(chǎng)和磁場(chǎng)的密切聯(lián)系,電場(chǎng)和磁場(chǎng)相關(guān)系的基本論點(diǎn)是:;。根據(jù)書本的提示,麥克斯韋是通過(guò)什么思維方式得到該關(guān)系的?麥克思維在兩個(gè)基本論點(diǎn)的基礎(chǔ)上得到的預(yù)言是:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。
二、電磁波:
1:電磁波:周期性變化的電場(chǎng)周圍空間產(chǎn)生周期性變化的_______,周期性變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生周期性變化的_______,這種周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)由近及遠(yuǎn)地傳播就形成_______。
2:電磁波的特點(diǎn):
①:電磁波是_______。
②:電磁波在真空中的傳播速度_______光在真空中的傳播速度,即電磁波在真空中的傳播速度C=____________。
③:電磁波傳播不需要_______。
④:電磁波能產(chǎn)生反射、折射、衍射、干涉等現(xiàn)象。
3:電磁波的傳播速度公式:____________
電磁波的周期和頻率等于激起電磁振蕩的振蕩電流的周期和頻率,及周期和頻率是由波源決定的。
4:_______用實(shí)驗(yàn)證明了電磁波的存在,還測(cè)定了電磁波的波長(zhǎng)和頻率,得到電磁波的傳播速度等。
三、對(duì)電磁波的理解,要注意于機(jī)械波的相同點(diǎn)和不同點(diǎn):
1:電磁波是______,機(jī)械波有______和______兩大類。
2:電磁波的速度(在真空中等于光速)______機(jī)械波,(例如,聲速只有340m/s).
3:電磁波傳播不一定需要______(在真空中也能傳播),機(jī)械波傳播必須有______。
4:電磁波向外傳播的是電磁能,機(jī)械波傳播的是機(jī)械能。
四、對(duì)麥克斯韋電磁場(chǎng)理論的理解:
1、恒定的電場(chǎng)不產(chǎn)生磁場(chǎng);
2、恒定的磁場(chǎng)不產(chǎn)生電場(chǎng);
3、均勻變化的磁場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的電場(chǎng);
4、均勻變化的電場(chǎng)在周圍空間產(chǎn)生恒定的磁場(chǎng);
5、周期性變化的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的磁場(chǎng);
6、周期性變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的周期性變化的電場(chǎng);
知識(shí)鞏固訓(xùn)練
1.(A級(jí))建立完整的電磁場(chǎng)理論并首先預(yù)言電磁波存在的科學(xué)家是()
A.法拉第B.奧斯特C.赫茲D.麥克斯韋
2.(A級(jí))1888年,用實(shí)驗(yàn)證實(shí)電磁波的存在,使人們認(rèn)識(shí)到物質(zhì)存在的另一種形式,這位物理學(xué)家是()
A.赫茲B.奧斯特C.麥克斯韋D.法拉第
3.(A級(jí))關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波的說(shuō)法中正確的是()
A.電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系的,它們被統(tǒng)稱為電磁場(chǎng)
B.電磁場(chǎng)由發(fā)生的區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波
C.電磁波的傳播速度是3×108m/s
D.電磁波是一種物質(zhì),可以在真空中傳播
4.(B級(jí))某電場(chǎng)中電場(chǎng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化的圖像如圖4.1-3所示,能產(chǎn)生磁場(chǎng)的電場(chǎng)是()
5.(A級(jí))下列關(guān)于機(jī)械波與電磁波的說(shuō)法正確的是()
A.聲波是機(jī)械波,耳朵能夠聽到聲波,是因?yàn)槎浜吐曉粗g有空氣.
B.水波的傳播需要水,沒(méi)有水就沒(méi)有水波.
C.電磁波傳播需要空氣,沒(méi)有空氣,即使產(chǎn)生了電磁波也傳不出來(lái).
D.電磁波的傳播速度等于光速,不受其它因素影響
6.(B級(jí))在下述各種情況中,可以產(chǎn)生電磁波的是().
A.空間有電場(chǎng)和磁場(chǎng),它們重疊在一起就是電磁波
B.只要磁場(chǎng)發(fā)生變化在其周圍空間就一定有電磁波
C.一匝線圈,里面通有變化的電流,在這個(gè)線圈周圍一定會(huì)產(chǎn)生電磁波
D.如圖4.1-4,a、b、c、d為4根相同的銅管,G為感應(yīng)圈,c、d間接有一氖燈,當(dāng)G工作時(shí),氖燈發(fā)光,這表示感應(yīng)圈G產(chǎn)生了電磁波.
班級(jí)_________姓名_________第_______組
14.1《電磁波的發(fā)現(xiàn)過(guò)關(guān)檢測(cè)卡》
1:(A級(jí))真空中所有的電磁波都具有相同的()
A.頻率B.波長(zhǎng)C.波速D.能量
2:(A級(jí))關(guān)于電磁波傳播速度表達(dá)式υ=λf,下述結(jié)論正確的是()
A.波長(zhǎng)越大,傳播速度就越大
B.頻率越高,傳播速度就越大
C.發(fā)射能量越大,傳播速度就越大
D.電磁波的傳播速度與傳播介質(zhì)有關(guān)
3.(A級(jí))對(duì)于機(jī)械波和電磁波的比較,下面說(shuō)法中正確的是()
A.它們都能發(fā)生反射、折射、干涉和衍射現(xiàn)象
B.它們?cè)诒举|(zhì)上是相同的,只是頻率不同而已
C.它們都可能是橫波,也可能是縱波
D.機(jī)械波的傳播速度只取決于介質(zhì),跟頻率無(wú)關(guān);而電磁波的傳播速度與介質(zhì)無(wú)關(guān),只跟頻率有關(guān)
4.(A級(jí))關(guān)于電磁波的敘述中,正確的是()
A.電磁波是電磁場(chǎng)由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播
B.電磁波在任何介質(zhì)中的傳播速度均為3.0×108m/s
C.電磁波由真空進(jìn)入介質(zhì)傳播時(shí)波長(zhǎng)變短
D.電磁波不能產(chǎn)生干涉、衍射現(xiàn)象