《模仿赫兹实验》导学案

《模仿赫兹实验》导学案##一、学习目标1、了解赫兹实验的基本原理，知道赫兹实验是如何证明电磁波存在的（重点）。2、理解电磁波发射、传播和接收的基本过程（重点）。3、能够描述赫兹实验中涉及的仪器及其作用，提高对物理实验的分析能力（难点）。4、体会赫兹实验在电磁学发展中的重要意义，激发对物理学科的兴趣。##二、预学案###（一）知识回顾1、我们之前学过的电磁感应现象是怎样的呢？是哪个科学家发现的呀？这一现象和我们今天要学的赫兹实验有没有联系呢？大家可以先思考一下哦。2、大家还记得电场和磁场的一些基本性质吗？比如电场对电荷有什么作用，磁场对通电导线或者运动电荷又有什么作用呢？###（二）新知识预习1、**赫兹实验的背景**-在赫兹之前，很多科学家都对电磁波进行了理论研究，比如麦克斯韦就预言了电磁波的存在。那赫兹为什么要做这个实验呢？他是想验证什么理论呢？2、**赫兹实验的原理**-赫兹实验是利用了电磁振荡产生电磁波。那什么是电磁振荡呢？简单来说，就是在一个电路里，电场能和磁场能周期性地相互转化。在一个由电感线圈和电容器组成的LC电路中，当给电容器充电后，电容器开始放电，电流通过电感线圈，电感线圈会产生磁场，这个过程中电场能转化为磁场能；然后磁场能又会转化为电场能，如此往复，就产生了电磁振荡。这个电磁振荡就会向外辐射电磁波。那这个过程中涉及到的电感和电容的相关公式大家还记得吗？电感L、电容C和振荡频率f之间有这样一个关系：f=1/(2π√(LC))。-赫兹实验中，他是怎么检测到电磁波的存在的呢？赫兹利用了一个简单的接收装置，这个接收装置在电磁波的作用下会产生感应电流，当感应电流足够大时，就会产生一些可观察到的现象，比如产生电火花等。3、**赫兹实验中的仪器及其作用**-振荡器：它是用来产生高频振荡电流的，也就是产生电磁波的源头。那振荡器是怎么产生高频振荡电流的呢？这就和它内部的电路结构有关啦。-接收器：它的作用是接收振荡器发出的电磁波。那接收器是如何对电磁波做出反应的呢？它里面也有类似的电路结构，当接收到电磁波时，电路中的电磁场会发生变化，从而产生感应电流。##三、探究案###（一）小组讨论1、分组讨论赫兹实验的原理，每个小组可以试着用自己的话来解释一下电磁振荡产生电磁波的过程。可以结合我们之前学过的电磁感应知识哦。-提示：从电容器充电开始，一步一步地分析电场能和磁场能的转化过程。2、讨论赫兹实验中振荡器和接收器的设计原理。-问题：为什么振荡器的电感和电容要选择特定的值呢？接收器的电路结构为什么要和振荡器有一定的关联性呢？###（二）实验模拟（如果条件允许的话）1、假设我们要模拟赫兹实验，我们需要准备哪些材料呢？大家可以根据课本上对赫兹实验仪器的描述来思考一下。-提示：从振荡器和接收器的基本元件入手，考虑到产生电磁振荡和检测电磁波所需要的条件。2、如果我们模拟赫兹实验成功了，应该会观察到什么现象呢？那如果没有观察到预期的现象，可能是哪些环节出了问题呢？##四、检测案###（一）选择题1、赫兹实验的主要目的是（）A.研究电磁感应现象B.验证电磁波的存在C.测量电容器的电容D.探究电感线圈的特性-答案：B2、在赫兹实验中，振荡器产生电磁波是基于（）A.电磁感应原理B.电流的热效应C.光电效应D.超导现象-答案：A###（二）简答题1、简述赫兹实验中接收器检测到电磁波的原理。-答案：赫兹实验中的接收器检测到电磁波是基于电磁感应原理。当振荡器发出的电磁波传播到接收器时，接收器所在的空间中的电磁场发生变化，根据电磁感应定律，接收器的电路中就会产生感应电流。当感应电流足够大时，就会产生可观察到的现象，例如产生电火花等。2、如果在模拟赫兹实验时，发现接收器没有产生任何反应，可能是哪些原因造成的？-答案：可能的原因有：振荡器没有正常工作，没有产生电磁波；接收器的电路连接错误，导致无法感应到电磁波；振荡器和接收器之间的距离太远，电磁波强度太弱；周围环境存在干扰，