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文档简介
1、电磁波的发现及应用教学设计一、教材分析从理论上说,电磁学的核心内容就是电磁场的概念和麦克斯韦的电磁场方程。教材将这部分内容放在必修三最后一节,是电磁感应现象的一个总结,但本节的内容是非常的抽象,学习起来有一定的难度,对于麦克斯韦的电磁场理论,只要知道两个基本观点即可。而电磁波的应用就非常的形象,在生活中有大量的应用实例。通过实例的介绍和简单讲解,可以培养学生,把物理融于生活的情怀,激发学习热情。二、学情分析 经过了电磁感应现象的学习,学生对电和磁之间的紧密联系已经有一定程度的认识。但由于电和磁的内容本身就有些抽象,对学生来说理解起来有一定的难度。由于教材设置,学生对于“波”这一概念的还比较陌生
2、,但生活中已经对机械波有一定的感性认识,教学中可以以机械波作为过渡,帮助学生理解电磁波的特性。三、基于核心素养的教学目标设计物理观念:了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点,知道电磁波的概念以及物质性。能有波长公式进行相应的计算。科学思维:实物粒子是物质存在的一种形式,场是物质存在的另一种形式。明白电磁波的传递方式,构建相应的物理模型。科学探究:能够辨别生活中的电磁波的使用情况,大致了赫兹捕捉电磁波的实验。科学态度与责任:通过麦克斯韦电磁场理论的学习感悟自然界的对称、和谐美;认识到电磁波存在于生活的方方面面;感悟科技对生活的影响。四、重、难点重点:麦克斯韦电磁场理论难点:电磁波的特性,波长、波速、频
3、率的关系。五、教学方法 讲授法、逻辑推理法六、教学过程(一)新课引入展示图片:古代人"顺风耳、千里眼"的梦想变成了现实;还有宇航员太空授课都是由于电磁波才得以实现那么,电磁波是怎样发现的呢? (二)电磁波的发现 1.介绍麦克斯韦 2.电磁波的发现 2.1关于电磁感应现象的思考变化的磁场产生电场(实验现象),变化的磁场产生变化的电场(逻辑推理)在变化的磁场中放一个闭合电路,由于穿过电路的磁通量发生变化,电路里会产生感应电流。这是法拉第发现的电磁感应现象。麦克斯韦进一步想到既然产生了感应电流,一定是有了电场,它促使导体中的自由电荷做定向运动;即使在变化的磁场中没有闭合电路,同样
4、会在空间产生电场。因此,麦克斯韦认为这个现象的实质是变化的磁场产生了电场。这个电场我们之前学习过,叫做感生电场。既然变化的磁场能产生电场,那变化的电场能否产生磁场吗? 麦克斯韦确信自然规律的统一性与和谐性,相信电场与磁场的对称之美。他大胆地假设变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场,即变化的电场产生磁场。就在一个电容器里通上交变电流后,检测到了磁场的存在。2.2电磁场关键词:变化恒定的磁场不会产生电场,恒定的电场也不会产生磁场。根据以上两个基本论点,麦克斯韦进一步推断:不均匀变化的电场会产生变化的磁场,变化的磁场又会产生变化电场于是,变化的电场和磁场交替产生,由近及远地传播。2.3电
5、磁波麦克斯韦预言了电磁波的存在和电磁波特性:变化的电场和变化的磁场总是相互联系的,它们形成一个不可分离的统一场,这就是电磁场。麦克斯韦方程组深刻的指出电磁场的传播是一种波动过程,这就是电磁波。电磁波的传播靠的是电场和磁场的相互“激发”,所以不需要介质,可以在真空中传播。电磁波的传播的速度等于光速;光是一种以波动形式传播的电磁波。赫兹通过实验证明了电磁波的存在。(三)电磁波谱 3.1机械波(补充内容)波峰:凸起的最高处;波谷:凹下的最低处;波长:临近两个波峰(或波谷)的距离;频率:1s内通过的波峰(或波谷)的次数;波速:描述波的传播快慢程度;波速=波长×频率 3.2电磁波(1)电磁波中
6、的电场和磁场互相垂直,电磁波在与二者均垂直的方向传播,所以电磁波是横波。(2)电磁波在真空中的传播速度等于光在真空中的传播速度,C=3×108m/s。(3)电磁波波速c,波长,频率f之间遵循 c=f。(4)电磁波的传播不需要介质。(5)电磁波也会发生反射、折射、干涉、衍射、和偏振等现象。(光是电磁波)(四)电磁波的能量麦克斯韦预言了电磁波的存在,赫兹通过实验证实了电磁波的存在,说明电磁波是一种客观存在的物质。生活中常用微波炉来加热食物。光是一种电磁波传播着的电磁场,光具有能量。电台发射的电磁波在收音机的天线里感应出了电流,有电流就有能量。(五)电磁波通信随着计算机网络的发展和智能手机
7、的出现,负责通话的电信网、广播电视网和互联网相互渗透、相互兼容,逐步整合成为统一的信息通信网络。七、板书设计13.4电磁波的发现及应用一、电磁场1.变化的磁场产生电场 2.变化的电场产生磁场3.变化的电场和磁场总是相互联系的,形成一个不可分割的统一场。称为电磁场。二、电磁波1.麦克斯韦预言电磁波的存在,赫兹证明了电磁波的存在。2.电磁波可以在真空中以光速在传播,不需要介质。3.光也是一种电磁波。三、电磁波谱1.波速=波长×频率 c=f2.按波的波长或频率大小的顺序把它们排列起来,就是电磁波谱。3.可见光只是电磁波中的一小部分4.不同的电磁波由于具有不同的频率,才具有不同的特性。四、电磁波的能量五、电磁波通信八、教学反思1、 电磁波的知识是非常抽象的,但是生活中的电磁波又是无处不在的,这种感觉像是“最熟悉的陌生
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