三維教學目標
1、知識與技能
（1）瞭解光信號和電信號的轉換過程；
（2）瞭解電視信號的錄製、發射和接收過程；
（3）瞭解雷達的定位原理。
2、過程與方法：
3、情感、態的與價值觀
教學重點：電磁波在信息社會的作用。
教 學難點：電磁波在信息社會的作用。
1、電視和雷達
（1）電視
電視的歷史：
1927年，美國人研製出最早的電視機。1928年，美國通用公司生產出第一台電視機。
1925年，美國開始試驗發射一些電視圖像，不僅小，而且模糊不清。1927年，紐約州斯克內克塔迪一家老資格的無線電台開始每週三次進行試驗性廣播。1939年，全國廣播公司在紐約市試驗廣播。
美國最早的電視機，熒光屏是圓形的，只有5-9英寸大，差不多要坐在電視機跟前才能看清。但是，電視很快以驚人的速度衝進了美國人的家庭（第二次世界大戰中，電視的發展一度陷入停頓。1947年美國家庭中約有1．4萬台電視機，1949年達到近100萬台。1955年，將近3000萬台，1960年，達6000萬台，於1951年問世的彩色電視機以及大屏幕 電視機也進入美國人家庭。目前美國約有l．2l億台電視機，平均不到兩個人就有一台電視機）。
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目，國營天津無線電廠（後改為天津通信廣 播公司）研製的中國第一台電視接收機實地接收試驗成功。
這台被譽為“華夏第一屏”的北京牌820型35cm電子管黑白電視機，如今擺在天津通信廣播公司的產品陳列室裏。我國在1958年以前還沒有電視廣播，國內不能生產電視機。1957年4月，第二機械工業部第十局把研製電視接收機的任務交給國營天津無線電廠，廠領導立即組織試製小組，黃仕機同志主持設計。當年，試製組多數成員只有20歲上下，他們對電視這門綜合電、磁、聲、光的新技術極其生疏，沒有見過電視機，參考資料也很少，通過對資料、國外樣機、樣件的研究，他們根據當時國內元器件生產能力和工藝加工水平，制定了“電視接收和調頻接收兩用、通道和掃描分開供電、採用國產電子管器件”的電視機設計方案。
我國第一台電視機的試製成功，填補了我國電視機生產的空白，是我國電視機生產史的起點，今天我國已成為世界電視機生產大國。
電視的錄製
電視在電視發射端，由攝像管（圖18-14）攝取景物並將景物反射的光轉換為電信號。
攝像鏡頭把被攝景物的像投射在攝像管的屏上，電子槍發出的電子束對屏上的圖像進行掃描。掃描的路線如圖所示，從a開始，逐行進行 ，直到b。電子束把一幅圖像按照各點的明暗情況，逐點變為強弱不同的信號電流。天線則把帶有圖像信號的電磁波發射出去。
掃描行數：普通清晰度電視（LDTV——Low Definition Television的簡稱）200-300線，標準清晰度電視（SDTV）500-600線，高清晰度電視 （HDTV）1000線以上。
信號的調製與發射
調製過程見圖18-17甲圖。請注意，攝象機無法在屏幕上顯現聲音信號，因此，這裏還有一個同步錄音後，將聲波（機械波）轉換成點信號的過程。最後，圖象（電）信息和聲音（電）信息都要同時調製在高頻載波中去。
攝像機在一秒內傳 送25張畫面，這些畫面都要通過發射設備發射出去。電視接收機也以相同的速 率 在熒光屏上顯現這些畫面。由於畫面更換迅速，眼睛又有視覺暫留現象，所以我們感覺到的是連續的活動景像。
⑷電視信號的接收
在電視接收端，天線收到電磁波後產生感應電流，經過調諧、解調等處理，將得到的圖像信號送到顯像管（圖18-16），還原成景物的像。顯像管裏的電子槍發射的電子束也在熒光屏上掃描，掃描的方式和步調與攝像管的掃描同步。同時，顯像管電子槍發射電子束的強弱受圖像信號的控制，這樣在熒光屏上便出現了與攝像屏上相同的像。電視機天線接收到的電磁波除了載有圖像信號外，還有伴音信號。伴音信號經解調取出後送到揚 聲器。
電視技術還廣泛應用在工業、交通、文化教育、國防和科學研究等各個方面。
現代化的辦公室常常用到傳真機。電視傳遞的是活動的圖像，而傳真傳遞的是靜止的圖像，如圖表、書信、照片等。傳真的原理和電視相似，也是把圖像逐點變成電信號，然後通過電話線或其他途經傳送出去。
介紹：數字電視和等離子電視
數字電視是電視數字化和網絡化後的產物。相對於傳統的模擬電視，它可以同時傳輸和接收多路視頻信號和其他數字化信息，同時令信息數字化存儲以便觀眾隨時調用。其圖像水平清晰度達到1200線以上，聲音質量也非常高。與傳統的模擬電視相比，數字電視的優點體現在：
第一，提高了頻率資源的利用率。利用數字壓縮技術可以在一個標準有線電視模擬頻道中傳輸4—10套電視節目。
第二，提高電視信號的傳輸和接收質量，可以保證用户接收到和前端播出效果基本相同的電視信號。
第三，可以提供數據廣播。
第四，逐步改變觀眾 傳統的收視習慣，由被動收看到準視頻點播（NVOD）收看，以至下一步的收看真正的視頻點播(VOD)。頻率資源的增加有利於節目數量的增加和頻道的專業化，可滿足不同觀眾羣體的需要。我國將在20xx年全面推進數字高清晰度電視，20xx年基本實現數字化，20xx年停止模擬信號的播出。觀眾家裏只要能夠收看有線電視，那麼，再接上一個機頂盒就可以收看豐富多彩的數字電視了。
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，施加電壓使之產生離子氣體，然後使等離子氣體放電並與基板中的熒光體發生反應，從而產生彩色影像的電視產品。它以等離子管作為發光 元件， 大量的等離子管排列在一起構成屏幕，每個等離子對應的每個小室內都充有氖氙氣體，在等離子管電極間加上高壓後，封在兩層玻璃之間的等離子管小室中的氣體會產生紫外光，並激發平板顯示屏 上的紅綠藍三基色熒光粉發出可見光。每個等離子管作為一個像素，由這些像素的明暗和顏色變化組合使之產生各種灰度和色彩的圖像，類似顯像管發光。等離子電視又被稱做“壁掛式電視”，不受磁力和磁場影響，具有機身纖薄、重量輕、屏幕大、色彩鮮豔、畫面清晰、亮度高、失真度小、視覺感受舒適、節省空間等優點。目前，常見的 等離子電視有42、52、60寸。
（2）雷達
雷達是利用無線電波測定物體位置的無線電設備。
電磁波如果遇到尺寸明顯大於波長的障礙物就要發生反射，雷達就是利用電磁波的這個特性工作的．波長越短的電磁波，傳播的直線性越好，反射性能越強，因此雷達用的是微波。
雷達的天線可以轉動。它向一定的方向發射不連續的無線電波（叫做脈衝）。每次發射的時間不超過1ms，兩次發射的時間間隔約為這個時間的100倍。這樣，發射出去的無線電波遇到障礙物後返回時，可以在這個時間間隔內被天線接收。測出從發射無線電波到收到反射波的時間，就可以求得障礙物的距離，再根據發射電波的方向和仰角，便能確定障礙物的位置了。
實際上，障礙物的距離等情況是由雷達的指示器直接顯示出來的。當雷達向目標發射無線電波時，在指示器的熒光屏上呈現一個尖形脈衝；在收到反射回來的無線電波時，在熒光屏上呈現第二個尖形脈衝，如圖所示。根據兩個脈衝的間隔可以直接從熒光屏上的刻度讀出障礙物的距離．現代雷達往往和計算機相連，直接對數據進行處理。
利用雷達可以探測飛機、艦艇、導彈等軍事目標，還可以用來為飛機、船隻導航。在天文學上可以用雷達研究飛近地球的小行星、慧星等天體，氣象台則用雷達探測颱風、雷雨雲。
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】 某防空雷達發射的電磁 波頻率為f=3x103MHZ，屏幕上尖形波顯示，從發射到接受經歷時間Δt=0.4ms，那麼被監視的目標到雷達的距離為xxkm。該雷達發出的電磁波的波長為xxm。
解：由s= cΔt=1.2x105m=120km。這是電磁波往返的路程，所以目標到雷達的距離為60km。由c= fλ可得λ= 0.1m
【例2】 一台收音機，把它的調諧電路中的可變電容器的動片從完全旋入到完全旋出，仍然收不到某一較高頻率的電台信號。要想收到該電台信號，應該xx（增大還是減小）電感線圈的匝數。
解：調諧電路的頻率和被接受電台的頻率相同時，發生電諧振，才能收到電台信號。由公式 可知，L、C越小，f越大。當調節C達不到目的時，肯定是L太大，所以應減小L，因此要減小匝數。
【教學目標】
（一）知識與技能
1、瞭解幾種傳感器的應用特點。
2、瞭解信息傳遞的主要途徑――通過電磁波傳輸。
3、瞭解信息的處理和數字通信，信息記錄等。
4、瞭解數字電視和因特網特點。
（二）過程與方法
感悟信息時代對人們的生產生活及研究帶來的影響。瞭解信息的記錄及相關應用。
（三）情感、態度與價值觀
培養學生的科學精神和愛國主義精神。
【教學重點】電視機呈現原理，雷達定位原理。
【教學難點】圖形與電信號的轉化原理。
【教學方法】教師引導，學生閲讀討論
【教學用具】投影儀，幻燈片。
【教學過程】
(一)引入新課
師：上節課我們學習了電磁波的發射和接收過程，為了有效地發射電磁波，需要將閉合電路變成開放電路，然後將調製後的電磁波發射出去，在接收電路中通過調諧和解調，就可以得到我們所需要的信號了。
人類認識電磁波到現在只不過一百多年的時間，但電磁波在科學技術上已經得到十分廣泛的應用，本節介紹無線電波的現代應用。
(二)進行新課
1、電磁波與信息的傳遞
師：請同學們閲讀教材有關內容，談一談在人類文明發展史上，信息的傳遞經歷了怎樣的過程。
學生閲讀、討論。
生：語言的出現，文字的創造，紙和印刷術的發明，電磁波的發現。
師：電磁波的傳輸有何特點？
生：可以通過電纜、光纜進行有線傳輸，也可以無線傳輸。電磁波的頻率越高，相同時間內傳輸的信息量越大。
2、電視
教師提出問題，引導學生通過看書，討論並回答問題（培養學生的閲讀能力）
（1）在電視的發射端需要什麼儀器？
（2）電子槍的掃描路線是怎樣的？
（3）在電視的接收端需要什麼儀器？各起什麼作用？
（4）你能説説調諧、檢波的基本工作原理嗎？
（5）顯像管裏的電子槍發射電子束的強弱受什麼控制？它掃描的方式和步調與什麼相同？
（6）攝像機在一秒鐘內傳送多少張畫面？為什麼在電視裏我們看到的景象是連續的？
（7）你能説説伴音信號經過怎樣的處理後被送到揚聲器的嗎？
學生閲讀課文後分組討論，回答上述問題。
教師投影幻燈片做總結。出示電視信號的形成、發射和接收示意圖投影片。
電腦演示電子槍的掃描過程
通過閲讀課本，觀看演示，師生共同得出結論：
（1）電視信號的發射
在電視發射端，攝像鏡頭將被攝物體的像成在攝像管的屏上。電子槍發出的電子束按一定規律偏轉，對屏上的圖像進行逐行掃描。通過光電轉換器件把一幅圖像按照各個部分的明暗情況，逐點地變為強弱不同的電流，完成光電轉換，就形成圖像信號，圖像信號和音頻信號通過發射機的天線發射出去。
（2）電視信號的接收
電視接收機的天線接收到電磁波後，將視頻信號與音頻信號分開。視頻信號通過顯像管中的電子槍發射的受視頻信號控制的電子束對熒光屏的掃描，將視頻信號即電視信號轉換為圖像。音頻信號通過揚聲器轉換成聲音。
（3）攝像機與電視接收機中電子束掃描速率的關係
兩種電器中電子束掃描的速率都相等。
3、雷達
閲讀教材，思考問題：
（1）雷達的作用是什麼？
（2）雷達用的是哪個波段的無線電波，這段電波的性能是什麼？
（3）雷達天線的作用是什麼？
（4）雷達根據什麼確定障礙物的位置（包括距離和方向）？
（5）怎樣從熒光屏上讀出障礙物的距離？
（6）雷達有何應用？
學生閲讀課文後分組討論，回答上述問題。
教師投影幻燈片做總結。雷達是利用無線電波中的微波能直線傳播，且能被物體反射的特點，通過測定微波從發射到反射回來的時間來確定目標的距離，並結合微波的方向和仰角來確定目標的位置的。
4、移動電話
學生閲讀教材，討論、交流移動電話在現代生活中的重要作用。
5、因特網
學生閲讀教材，討論、交流因特網在現代生活中的重要作用。
（三）課堂總結、點評
本節課主要學習了以下內容電視和雷達的工作原理。瞭解了移動電話、因特網在現代生活中的重要作用。現代通信已經將地球變成了名符其實的地球村。希望同學們好好學習，努力掌握現代科學技術，為全人類的共同發展貢獻自己的力量。
【教學目標】
（一）知識與技能
1．瞭解電磁波譜的構成，知道各波段的電磁波的主要作用及應用。
2．知道電磁波具有能量，是一種物質。
3．瞭解太陽輻射。
（二）過程與方法
通過查閲與電磁波譜中各種頻段波的應用相關的資料，培養學生收集信息，加工處理信息的能力。
（三）情感、態度與價值觀
體會電磁波的應用對現代社會的影響，明確不同的電磁波具有的不同用途和危害，感悟現代科技的正反兩個方面，培養辯證唯物的價值觀。
【教學重點】紅外線、紫外線、X射線、γ射線的特點及應用。
【教學難點】電磁波的能量。
【教學方法】教師引導，學生閲讀討論
【教學用具】投影儀，幻燈片。
【教學過程】
（一）引入新課
師：電磁波的範圍很廣。我們通常所説的，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。這節課我們就來學習電磁波譜中各種電磁波的特點和主要作用。
（二）進行新課
1．電磁波譜
（投影）
師：請同學説出電磁波家族中，主要有哪些種類？波長最長的是什麼？波長最短的是什麼？他們主要在哪些方面有應用？
學生觀察圖譜，發表見解。
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：下面我們依次認識這些電磁波的特點和應用。
2．無線電波
教師提出問題，引導學生通過看書，討論並回答問題（培養學生的閲讀能力）
（1）無線電波的波長範圍？
（2）無線電波有哪些主要應用？
3．紅外線
閲讀教材，回答問題：
（1）紅外線的波長介於哪兩種電磁波之間？
（2）紅外線的主要特點是什麼？
（3）紅外線的主要應用有哪些？
4．可見光
閲讀教材，回答問題：
（1）可見光的波長範圍？
（2）可見光包括哪幾種顏色的光？
（3）天空為什麼看起來是藍色的？傍晚的陽光為什麼比較紅？
5．紫外線
閲讀教材，回答問題：
（1）紫外線的波長範圍？
（2）紫外線有什麼特點？
（3）紫外線有哪些應用？
6．X射線和γ射線
閲讀教材，回答問題：
（1）這兩種射線的波長有何特點？
（2）X射線和γ射線有什麼特點？
（3）X射線和γ射線有哪些主要用？
7．電磁波的能量
閲讀教材，回答問題：
（1）哪些證據能夠説明電磁波具有能量？
（2）怎樣理解電磁波是一種物質？
8．太陽輻射
閲讀教材，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域？在哪一個波段附近能量最強？
（三）課堂總結、點評
本節課學習電磁波譜的構成，瞭解了各種電磁波的特點和主要應用。
（四）課餘作業
1．完成P102“問題與練習”中的題目。
2．閲讀P101“科學漫步” 。
（一）教學目的
1．使學生知道當導體中有迅速變化的電流時，周圍空間會有電磁波向外傳播，藉助於電磁波可以傳輸信號。
2．使學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係，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成）、金屬銼刀一把、電池、導線、半導體收音機一台、畫有收音機刻度板的小黑板。
課前要求有條件的學生自帶一個小半導體收音機。
（三）教學過程
1．電磁波
用類此推理的方法，由機械波引出電磁波。
我們把導體中迅速變化的電流在周圍空間產生的波叫做電磁波（板書）。
無線電通信正是利用電磁波來傳輸信號的。
2．電磁波的頻率
就水面波來説，振源（木杆）每上下振動一次，水面上就出現一個波峯（凸起部分）和一個波谷（凹下部分）。在1秒鐘內木杆振動的次數越多（即振動越快），水面上出現的波峯（或波谷）數也越多。
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，沿水平向左右先後做快慢不同的振動，可以看到，當振動較快時，從繩子上端每秒鐘出現的波峯（或波谷）數較多；當振動較慢時，從繩子上端每秒鐘出現的波峯（或波谷）數較少。
在以上情況下（指水波和繩上形成的波），1秒內出現的波峯（或波谷）數，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（或説每秒種電流振盪的次數）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，讓學生仔細觀察：當改變振動的快慢時，不但波的頻率發生改變，而且相鄰兩個波峯（或波谷）間的距離也不相同。
相鄰兩個波峯（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出現一個波峯，第二次振動又出現一個波峯，而此時第一個波峯已向下傳播了一段距離，這個距離恰好是一個波長。因此，也可以説波長等於每振動一次波峯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（或説振盪）一次傳播的距離。
4．波長、頻率、波速三者間的關係
波速表示波傳播的快慢，由教材上水波在1秒內傳播的波形圖可以知道：
波速=波長x頻率
對電磁波來説，同樣有
波速=波長x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3x108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。
指導學生閲讀教材上的電磁波（無線電波）波段劃分表。
5．佈置作業
課外觀察一台多波段收音機的選台指示盤，注意看各波段都在哪些頻率範圍和波長範圍？把對應的波長和頻率相乘，看看是不是等於光速？
（四）設想、體會
電磁波一節的教案，以演示為基礎，有意識地突出振動和波的形成的關係。通過觀察分析水波和繩上形成的波，讓學生初步瞭解波的頻率和波長的物理意義，再運用類比方法引出電磁波的頻率和波長，以及波速、波長、頻率三者間的關係，並注意引導學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。
（一）知識與技能
1．知道麥克斯韋電磁場理論的兩個基本觀點：變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場。
2．知道電磁場在空間傳播形成電磁波以及電磁波的特點。
3．知道赫茲實驗及其重要意義。
（二）過程與方法
通過對電磁波發現過程的瞭解，認識規律的普遍性與特殊性，培養學生的邏輯推理和類比推理能力。
（三）情感、態度與價值觀
培養學生崇尚科學、獻身科學的精神。
教學重點
變化的磁場產生電場。
教學難點
變化的電場產生磁場。
教學方法
演示推理和類比推理
教學用具：
學生電源一台，電磁鐵一塊，多匝線圈、燈座、小燈泡各一個，導線若干
教學過程
（一）引入新課
師： “神舟六號”上天后，怎樣與地面上的人聯繫呢？
生：無線電波。
師：無線電廣播、電視、人造衞星、導彈、宇宙飛船等，傳遞信息和跟地面的聯繫都要利用電磁波。現代社會的各個部門，幾乎都離不開“電磁波”， “電磁波”就是現代文明的神經中樞。
那麼，電磁波是什麼？它是怎樣產生的？它有什麼性質？怎樣利用它傳遞信號？這一章就要討論這些問題。今天我們就從電磁波的發現開始學習。
（二）進行新課
1．偉大的預言
（教師首先向學生介紹麥克斯韋的生平簡介，激發學生的好奇心和求知慾。）
麥克斯韋（James Clark Mexwell，1831~1879）是英國的理論物理學家、數學家。1831年6月13日生於英國愛丁堡。他的父親是一個科學家，他從小就受到科學的薰陶，15歲時向英國皇家學會遞交數學論文，發表在《愛丁堡皇家學會學報》上，第一次顯露出他出眾的。才華。1847年，考入愛丁堡大學學習數學和物理學。1850年轉入劍橋大學，1854年畢業後留校工作，1856~1865年，他先後在阿丁見大學和倫敦皇家學院任教。1871年，麥克斯韋任劍橋物理實驗室主任，1874年，他主持建立的卡文迪許實驗室竣工，任該實驗室首任主任。1879年11月5日，麥克斯韋在劍橋逝世。
麥克斯韋在電磁場理論方面的工作深受法拉第的影響。他信服法拉第的思想，決心為法拉第的場的概念提供數學方法的基礎。尤其是他在倫敦皇家學院任教期間，有機會拜訪了法拉第以後，更加強了他的這種信念。年輕的麥克斯韋以他卓越的數學才能和嚴密的邏輯推理，對法拉第的直觀形象的電磁場理論加以高度概括，並總結了當時電磁學的研究成果，建立了電磁場方程，確立了電磁場理論。
師：我們現在粗略地介紹一下麥克斯韋的電磁場理論。
● 變化的磁場產生電場
演示實驗
裝置如圖所示，當穿過螺線管的磁場隨時間變化時，上面的線圈中產生感應電動勢，引起感應電流使燈泡發光。
［提出問題］小燈泡為什麼能發光？
［學生回答］由於交變電流產生的磁場在不斷變化，所以穿過線圈的磁通量不斷變化，在線圈中產生感應電動勢，形成感應電流，小燈泡發光。
［繼續提問］電路（線圈）中的電荷為什麼能夠定向移動呢？
［學生回答］受電場力。
［教師總結］麥克斯韋認為變化的磁場在空間產生電場。電路中的自由電荷就是在這個電場的作用下做定向運動，產生了感應電流。
［討論］
（1）如果用不導電的塑料線繞制線圈，線圈中還有電流、電場嗎？
（2）如果線圈不存在，線圈所在處的空間還有電場嗎？
麥克斯韋認為線圈只不過用來顯示電場的存在，線圈不存在時，變化的磁場同樣在周圍空間產生電場，這是一個普遍規律，跟閉合電路是否存在無關（如圖甲、乙所示）。
我們可以很自然的提出一個假設：變化的磁場產生電場。
説明：在變化的磁場中所產生的電場的電場線是閉合的；而靜電場中的電場線是不閉合的。
● 變化的電場產生磁場
師：麥克斯韋根據電現象與磁現象的相似性和變化的磁場能產生電場的現象，提出了另一個大膽的假設：變化的電場也能產生磁場。
教師點撥：這個假設沒有直接的實驗做基礎，它出於對自然規律的洞察力，是很大膽的，但卻更有創造力。
師：根據這兩個基本論點，麥克斯韋推斷：如果在空間某區域中有周期性變化的電場，那麼，它就在空間產生週期性變化的磁場，這個變化的磁場又在它周圍空間產生新的週期性變化的電場……變化的電場和變化的磁場是相互聯繫着的，形成不可分割的統一體，這就是電磁場。
2．電磁波
師：機械振動在介質中的傳播形成機械波，電磁場在空中的傳播會形成什麼？
生：電磁場在空中傳播形成電磁波。
師：機械波有橫波和縱波之分，且能夠傳遞能量；能發生反射、折射、干涉和衍射；靠介質傳播，波｛｝速v=λf。
類比機械波的特點，學生討論電磁波具有的特點。
師生共同得到電磁波的特點：
（1）電磁波中的電場和磁場互相垂直，並且都與波的傳播方向垂直，即電磁波是橫波。光是一種電磁波。在前面學習的光的偏振現象已經證明了這一點。如上圖所示。
（2）電磁波可以在真空中傳播，向周圍空間傳播電磁能，在傳播過程中，電磁波能發生反射、折射、干涉和衍射。
（3）三個特徵量的關係：v=λf。在真空中v=3.0x108 m/s。
師：麥克斯韋電磁場理論的建立具有偉大的歷史意義，足以根牛頓力學體系相媲美，它是物理學發展史中的一個劃時代的里程碑。
3．赫茲的電火花
師：麥克斯韋的電磁場理論還只是一個預言。還有待於科學實驗的證明。是赫茲把這個天才的預言變成了世人公認的真理。
（引導學生教材，瞭解赫茲證實電磁波存在的探索歷程）
教師可以向學生介紹赫茲的生平簡介（見附錄），激發學生求知上進的熱情，對學生進行物理情感教育。
（三）課堂總結、點評
本節主要學習了麥克斯韋電磁場理論的主要內容。知道了麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱：變化的磁場產生電場，變化的電場產生磁場。還知道了變化的電場和磁場相互聯繫，形成一個統一的場，即電磁場。電磁場由發生區域向遠處的傳播形成電磁波。電磁波中的電場與磁場相互垂直，且二者均與波的傳播方向垂直，即電磁波是橫波。
課餘作業
完成P79“問題與練習”的題目。
【教學目標】
（一）知識與技能
1．瞭解無線電波的波長範圍。
2．瞭解無線電波的發射過程和調製的簡單概念。
3．瞭解調諧、檢波及無線電波接收的基本原理。
（二）過程與方法
通過觀察總結了解無線電波的基本應用，瞭解現代技術的應用方法，學會基本原理。
（三）情感、態度與價值觀
通過對無線電波應用原理的基本認識感悟科學技術的價值和重要性。端正科學態度，培養科學的價值觀。
【教學重點】
對本節基本概念的理解。
【教學難點】
對調諧的理解，無線電波發射與接收過程。
【教學方法】
演示推理法和分析類比法
【教學用具】
信號源，示波器，收音機，錄音機，調頻發射機，計算機多媒體，實物投影儀等。
【教學過程】
（一）引入新課
師：在信息技術高速發展的今天，電磁波對我們來説越來越重要，無論是廣播、電視還是無線電通信以及航空、航天中的自動控制和通信聯繫，都離不開電磁波．在無線電技術中使用的電磁波叫做無線電波，那麼無線電波是怎樣發射和接收的呢？這節課我們就來學習電磁波的發射和接收。
（二）進行新課
1．無線電波的發射
師：請同學們討論，在普通LC振盪電路中能否有效地發射電磁波？
學生討論。
生：在普通LC振盪電路中，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部。在電磁振盪過程中，電場能和磁場能的相互轉化主要是在電路內部完成的，輻射出去的能量很少。不能有效地發射電磁波
師：有效地發射電磁波的條件是什麼？
學生閲讀教材有關內容。
師生總結：要有效地向外發射電磁波，振盪電路要滿足如下條件：
（1）要有足夠高的振盪頻率。
（2）振盪電路的電場和磁場必須分散到儘可能大的空間，才能有效地把電磁場的能量傳播出去。
引導學生討論：如何改造普通的LC振盪電路，才能使它能夠有效地發射電磁波？
師生一起討論後，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射出去的。
講解：在實際應用中常把開放電路的下端跟地連接。跟地連接的導線叫做地線。線圈上部接到比較高的導線上，這條導線叫做天線。天線和地線形成了一個敞開的電容器，電磁波就是由這樣的開放電路發射出去的。電視發射塔要建得很高，是為了使電磁波發射得較遠。實際發射無線電波的裝置中還需在開放電路旁加一個振盪器電路與之耦合，如圖所示。
振盪器電路產生的高頻率振盪電流通過L2與L1的互感作用，使L1也產生同頻率的振盪電流，振盪電流在開放電路中激發出無線電波，向四周發射．
師：發射電磁波是為了利用它傳遞某種信號。例如無線電報傳遞的是電碼符號，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。這就要求發射的電磁波隨信號而改變。電磁波是怎樣傳遞這些信號的呢？
講解：在電磁波發射技術中，如果把這種電信號“加”到高頻等幅振盪電流上，那麼，載有信號的高頻振盪電流產生的電磁波就載着要傳送的信號一起發射出去。把要傳遞的信號“加”到高頻等幅振盪電流上，使電磁波隨各種信號而改變的技術叫做調製。
進行調製的裝置叫做調製器。要傳遞的電信號叫做調製信號。
使高頻振盪電流的振幅隨調製信號而改變叫做調幅（AM）。
使高頻振盪電流的頻率隨調製信號而改變叫做調頻（FM）。
右圖是調幅裝置的示意圖．接在振盪器和線圈之間的話筒就是一個最簡單的調製器，由聲源發出的聲音振動使話筒裏的碳粒發生時鬆時緊的變化，它的電阻也發生時大時小的變化。所以，雖然振盪器產生的是高頻等幅振盪電流，但是線圈通過的卻是隨聲音而改變的高頻調幅電流．由於線圈的互感作用，從開放電路中發射的也是這種高頻調幅電流。這種電磁波叫調幅波。（多媒體演示：調幅波）
（用示波器觀察調幅波形）
2．無線電波的接收
師：處在電磁波傳播空間中的導體，會產生感應電流，導作中感應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體，就可以接收到電磁波，這樣的導體就是接收天線。
在無線電技術中，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台、電視台以及各種無線電通訊設備，它們不斷地向空中發射不同頻率的電磁波，這些電磁波強弱不等地瀰漫在我們周圍。如果不加選擇地把它們都接收下來，那必然是信號一片混亂，分辨不清，達不到我們傳遞信息的目的。所以，接收電磁波時，首先要從諸多的電磁波中把我們需要的選出來，通常叫做選台。這就要設法使我們需要的電磁波在接收天線中激起的感應電流最強。在無線電技術裏，是利用電諧振來達到這個目的的。當接收電路的固有頻率跟接收到的電磁波的頻率相同時，接收電路中產生的振盪電流最強。這種現象叫做電諧振，相當於機械振動中的共振。
（用示波器觀察電諧振波形）
師：接收電路產生電諧振的過程叫做調諧，能夠調諧的接收電路叫做調諧電路。
如圖是收音機的調諧電路。調節可變電容器的電容來改變調諧電路的頻率，使它跟要接收的電台發出的電磁波的頻率相同，這個頻率的電磁波在調諧電路里激起較強的感應電流，這樣就選出了這個電台。（演示調諧過程）
講解：收音機接收的經過調製的高頻振盪電流（對應圖講解），這種電流通過收音機的耳機或揚聲器，並不能使它們振動而發聲，為什麼呢，假定某一個半週期電流的作用是使振動片向某個方向運動，下一個半週期電流就以幾乎同樣大的作用使振動片向反方向運動．高頻電流的週期非常短，半週期更短，而振動片的慣性相當大，所以在振動片還沒有來得及在電流的作用下向某個方向運動的時候，就立刻有一個幾乎同樣大的作用要使它向反方向運動，結果振動片實際上不發生振動．要聽到聲音，必須從高頻振盪電流中“檢”出聲音信號，使揚聲器（或耳機）中的動片隨聲音信號振動。
從接收到的高頻振盪電流中“檢”出所攜帶的調製信號過程，叫做檢波。檢波是調製的逆過程，因此也叫解調。由於調製的方法不同，檢波的方法也不同。檢波之後的信號再經過放大、重現，我們就可以聽到或看到了。
下面介紹收音機中對調幅波的檢波。
右圖是晶體二極管的檢波電路，是利用晶體二極管的單向導電性來進行檢波的。調諧電路中產生的是經過調幅的高頻振盪電流，L1和L2繞在同一磁棒上，由於互感作用，在L2上產生的是高頻交變電壓．由於二極管的單向導電性，通過它的是單向脈動電流，這個單向脈動電流既有高頻成分，又有低頻的聲音信號，高頻成分基本從電容器C（複習旁路電容器）通過，剩下的音頻電流通過耳機發聲。（用示波器觀察檢波過程）實際上就是一個晶體二極管收音機的電路圖．這種收音機聲音很小，只能用開機收聽本地電台．為了提高收音機的接收性能，需要用放大器把微弱的信號放大．圖示是加有放大器的收音機方框圖．由天線和調諧電路接收到的高頻調幅電流，先通過放大器進行高頻放大，然後進行檢波和低頻放大，放大後的音頻電流輸送到喇叭，使它們發出聲音。
下面我們通過調幅和調頻兩種方式，來看看無線電波發射和接收的全過程。
（1）調幅發射和接收。（實驗演示）
（2）調頻發射和接收。（實驗演示）
比喻：
高頻電流→火車 音頻電流→貨物
調製→發射→傳播→調諧→解調
裝貨→出站→運行→進站→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 超遠程無線通訊和導航
中波 3 000 m~200 m 100 kHz~1 500 kHz 地波和天波 調幅無線電廣播、電報、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 調頻無線電廣播、電視、導航
分米波 1 m~0.1 m 300 MHz~3 000 MHz 直線傳播 電視、雷達、導航
釐米波 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、點評
本節課主要學習了以下內容
1．電磁波的產生和發射條件。
2．開放電路的結構和特點。
3．電磁波的發射過程和接收過程
（四）課餘作業
完成P92“問題與練習”中的題目。閲讀P91“科學足跡”。
預習下一節：電磁波的發射和接收。
三維教學目標
1、知識與技能
（1）瞭解光信號和電信號的轉換過程；
（2）瞭解電視信號的錄製、發射和接收過程；
（3）瞭解雷達的定位原理。
2、過程與方法：
3、情感、態的與價值觀
教學重點：電磁波在信息社會的作用。
教 學難點：電磁波在信息社會的作用。
1、電視和雷達
（1）電視
電視的歷史：
1927年，美國人研製出最早的電視機。1928年，美國通用公司生產出第一台電視機。
1925年，美國開始試驗發射一些電視圖像，不僅小，而且模糊不清。1927年，紐約州斯克內克塔迪一家老資格的無線電台開始每週三次進行試驗性廣播。1939年，全國廣播公司在紐約市試驗廣播。
美國最早的電視機，熒光屏是圓形的，只有5-9英寸大，差不多要坐在電視機跟前才能看清。但是，電視很快以驚人的速度衝進了美國人的家庭（第二次世界大戰中，電視的發展一度陷入停頓。1947年美國家庭中約有1．4萬台電視機，1949年達到近100萬台。1955年，將近3000萬台，1960年，達6000萬台，於1951年問世的彩色電視機以及大屏幕 電視機也進入美國人家庭。目前美國約有l．2l億台電視機，平均不到兩個人就有一台電視機）。
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目，國營天津無線電廠（後改為天津通信廣 播公司）研製的中國第一台電視接收機實地接收試驗成功。
這台被譽為“華夏第一屏”的北京牌820型35cm電子管黑白電視機，如今擺在天津通信廣播公司的產品陳列室裏。我國在1958年以前還沒有電視廣播，國內不能生產電視機。1957年4月，第二機械工業部第十局把研製電視接收機的任務交給國營天津無線電廠，廠領導立即組織試製小組，黃仕機同志主持設計。當年，試製組多數成員只有20歲上下，他們對電視這門綜合電、磁、聲、光的新技術極其生疏，沒有見過電視機，參考資料也很少，通過對資料、國外樣機、樣件的研究，他們根據當時國內元器件生產能力和工藝加工水平，制定了“電視接收和調頻接收兩用、通道和掃描分開供電、採用國產電子管器件”的電視機設計方案。
我國第一台電視機的試製成功，填補了我國電視機生產的空白，是我國電視機生產史的起點，今天我國已成為世界電視機生產大國。
電視的錄製
電視在電視發射端，由攝像管（圖18-14）攝取景物並將景物反射的光轉換為電信號。
攝像鏡頭把被攝景物的像投射在攝像管的屏上，電子槍發出的電子束對屏上的圖像進行掃描。掃描的路線如圖所示，從a開始，逐行進行 ，直到b。電子束把一幅圖像按照各點的明暗情況，逐點變為強弱不同的信號電流。天線則把帶有圖像信號的電磁波發射出去。
掃描行數：普通清晰度電視（LDTV——Low Definition Television的簡稱）200-300線，標準清晰度電視（SDTV）500-600線，高清晰度電視 （HDTV）1000線以上。
信號的調製與發射
調製過程見圖18-17甲圖。請注意，攝象機無法在屏幕上顯現聲音信號，因此，這裏還有一個同步錄音後，將聲波（機械波）轉換成點信號的過程。最後，圖象（電）信息和聲音（電）信息都要同時調製在高頻載波中去。
攝像機在一秒內傳 送25張畫面，這些畫面都要通過發射設備發射出去。電視接收機也以相同的速 率 在熒光屏上顯現這些畫面。由於畫面更換迅速，眼睛又有視覺暫留現象，所以我們感覺到的是連續的活動景像。
⑷電視信號的接收
在電視接收端，天線收到電磁波後產生感應電流，經過調諧、解調等處理，將得到的圖像信號送到顯像管（圖18-16），還原成景物的像。顯像管裏的電子槍發射的電子束也在熒光屏上掃描，掃描的方式和步調與攝像管的掃描同步。同時，顯像管電子槍發射電子束的強弱受圖像信號的控制，這樣在熒光屏上便出現了與攝像屏上相同的像。電視機天線接收到的電磁波除了載有圖像信號外，還有伴音信號。伴音信號經解調取出後送到揚 聲器。
電視技術還廣泛應用在工業、交通、文化教育、國防和科學研究等各個方面。
現代化的辦公室常常用到傳真機。電視傳遞的是活動的圖像，而傳真傳遞的是靜止的圖像，如圖表、書信、照片等。傳真的原理和電視相似，也是把圖像逐點變成電信號，然後通過電話線或其他途經傳送出去。
介紹：數字電視和等離子電視
數字電視是電視數字化和網絡化後的產物。相對於傳統的模擬電視，它可以同時傳輸和接收多路視頻信號和其他數字化信息，同時令信息數字化存儲以便觀眾隨時調用。其圖像水平清晰度達到１２００線以上，聲音質量也非常高。與傳統的模擬電視相比，數字電視的優點體現在：第一，提高了頻率資源的利用率。利用數字壓縮技術可以在一個標準有線電視模擬頻道中傳輸4—10套電視節目。第二，提高電視信號的傳輸和接收質量，可以保證用户接收到和前端播出效果基本相同的電視信號。第三，可以提供數據廣播。第四，逐步改變觀眾 傳統的收視習慣，由被動收看到準視頻點播（NVOD）收看，以至下一步的收看真正的視頻點播(VOD)。頻率資源的增加有利於節目數量的增加和頻道的專業化，可滿足不同觀眾羣體的需要。
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，施加電壓使之產生離子氣體，然後使等離子氣體放電並與基板中的熒光體發生反應，從而產生彩色影像的電視產品。它以等離子管作為發光 元件， 大量的等離子管排列在一起構成屏幕，每個等離子對應的每個小室內都充有氖氙氣體，在等離子管電極間加上高壓後，封在兩層玻璃之間的等離子管小室中的氣體會產生紫外光，並激發平板顯示屏 上的紅綠藍三基色熒光粉發出可見光。每個等離子管作為一個像素，由這些像素的明暗和顏色變化組合使之產生各種灰度和色彩的圖像，類似顯像管發光。等離子電視又被稱做“壁掛式電視”，不受磁力和磁場影響，具有機身纖薄、重量輕、屏幕大、色彩鮮豔、畫面清晰、亮度高、失真度小、視覺感受舒適、節省空間等優點。目前，常見的 等離子電視有42、52、60寸。
（2）雷達
雷達是利用無線電波測定物體位置的無線電設備。
電磁波如果遇到尺寸明顯大於波長的障礙物就要發生反射，雷達就是利用電磁波的這個特性工作的．波長越短的電磁波，傳播的直線性越好，反射性能越強，因此雷達用的是微波。
雷達的天線可以轉動。它向一定的方向發射不連續的無線電波（叫做脈衝）。每次發射的時間不超過1ms，兩次發射的時間間隔約為這個時間的100倍。這樣，發射出去的無線電波遇到障礙物後返回時，可以在這個時間間隔內被天線接收。測出從發射無線電波到收到反射波的時間，就可以求得障礙物的距離，再根據發射電波的方向和仰角，便能確定障礙物的位置了。
實際上，障礙物的距離等情況是由雷達的指示器直接顯示出來的。當雷達向目標發射無線電波時，在指示器的熒光屏上呈現一個尖形脈衝；在收到反射回來的無線電波時，在熒光屏上呈現第二個尖形脈衝，如圖所示。根據兩個脈衝的間隔可以直接從熒光屏上的刻度讀出障礙物的距離．現代雷達往往和計算機相連，直接對數據進行處理。
利用雷達可以探測飛機、艦艇、導彈等軍事目標，還可以用來為飛機、船隻導航。在天文學上可以用雷達研究飛近地球的小行星、慧星等天體，氣象台則用雷達探測颱風、雷雨雲。
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】 某防空雷達發射的電磁 波頻率為f=3×103MHZ，屏幕上尖形波顯示，從發射到接受經歷時間Δt=0.4ms，那麼被監視的目標到雷達的距離為______km。該雷達發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，所以目標到雷達的距離為60km。由c= fλ可得λ= 0.1m
【例2】 一台收音機，把它的調諧電路中的可變電容器的動片從完全旋入到完全旋出，仍然收不到某一較高頻率的電台信號。要想收到該電台信號，應該______（增大還是減小）電感線圈的匝數。
解：調諧電路的頻率和被接受電台的頻率相同時，發生電諧振，才能收到電台信號。由公式 可知，L、C越小，f越大。當調節C達不到目的時，肯定是L太大，所以應減小L，因此要減小匝數。
（一）教學目的
1．常識性瞭解電磁波，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，半導體收音機，鋼銼，導線。
（三）教學過程
1．複習
我們生活在一個充滿聲音的世界裏，人們通過聲音（如語言、音樂等）交流思想、表達感情。如家長的教誨、教師的授課可以增長我們的知識；優美動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，幫助我們瞭解世界。
通過我們在國中二年級學習過的聲現象的有關知識，可以知道：一切正在發聲的物體都在振動；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。
在前面我們還學習過電話，電話的話筒能把聲音振動轉化為強弱變化的電流，電流流經聽筒，聽筒又能把它轉化為振動，使人聽到聲音。
2．引入新課
飛機上的飛行員與地面指揮員的對話不用電線；我們每天聽收音機或看電視，也沒有電線直接通向電台或電視台。可見，這些都不是用電線來傳播電信號的，我們稱作“無線電通信”。那麼，無線電通信是怎樣傳輸信號的呢？今天我們就來學習這方面的簡單知識。
3．進行新課
板書：<第一節電磁波>
（1）演示實驗
①手持小木棍，讓木棍下端接觸水槽水面，使同學們看到，水面上有一圈圈凸凹相間的狀態從木棍接觸水面處向外傳播，形成了水波。
②音叉（或其他發聲體）振動時，在空氣中會有疏密相間的狀態向外傳播，形成聲波。聲波看不見，摸不到，但聲波傳到我們的耳朵，會引起鼓膜振動，使我們產生聽覺。
總結以上實驗（和其他事例）得出結論：
板書：<波是自然界普通存在的現象>
（2）電磁波
板書：<當導體中有迅速變化的電流時，會向周圍空間發射電磁波。>
電磁波看不到，摸不着，我們可以通過實驗來間接觀察它的存在。
演示課本上圖13—2的實驗，實驗後讓學生閲讀課本上“實驗”後的兩個自然段，再提出以下問題讓學生回答。
①為什麼會發生這種現象？
②舉出日常生活中發生的類似的現象。
教師歸納小結，講解電磁波的初步知識，並説明間接觀察是物理學常用的研究方法（如藉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秒內傳播的波形圖，結合小木棍振動時產生水波的演示實驗説明：
①波峯與波谷的概念；
②在1秒內出現的波峯數（或波谷數）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係。
板書：<波速=波長x頻率>
類似於水波，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。需要説明以下二點：
①電磁波的頻率等於產生電磁波的振盪電流的頻率。
②電磁波頻率、波長與波速的關係。
板書：<對電磁波同樣有波速=波長x頻率>
電磁波在空間是向各個方向傳播的，德國物理學家赫茲用實驗證實，電磁波的傳播速度等於光速。
板書：<電磁波在真空中的傳播速度與光速相同，是3x108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衞星採用20.009兆赫和19.995兆赫的頻率發送無線電信號，這兩種頻率的電磁波的波長各是多少？（光速為2.9979x108米/秒）
（答案：波長分別為14.983米和14.993米）
由於電磁波的頻率和波長各不相同，所以在我們周圍空間裏存在着形形色色的電磁波。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）的幾個波段。
4．小結（略）
5．想想議議：教師演示並提出問題。
打開半導體收音機，調到一個沒有電台的地方，使收音機收不到電台的廣播。然後開大音量，讓收音機靠近220伏特的交流電線，從收音機會聽到“雜音”。這是為什麼？
6．佈置作業
（1）閲讀課本上的閲讀材料：無線電波的傳播途徑。
（2）閲讀本節教材。
（四）説明
1．本節內容知識多，範圍廣，要注意掌握教學要求，使國中學生常識性瞭解電磁波的有關知識，如波長、頻率、波速等。有些知識只宜點到為止，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；用半導體、鋼銼、電池、導線演示電磁波的存在是本節教學的關鍵。
注：本教案依據的教材是人教社國中物理第三冊。
【學習目標】：
1.瞭解電磁波的發現背景
2.偉大的預言
3.知道麥克斯韋電磁理論及電磁場和電磁波
【自主學習】：
麥克斯韋(James Clerk Maxwell，1831-1879)，英國物理學家，經典電磁理論的奠基人。1831年6月13日出生於愛丁堡。1847年入愛丁堡大學聽課，專攻物理。他很重視實驗，涉獵電化學、光學、分子物理學以及機械工程等等。他説：把物理分析和實驗研究聯合使用得到的物理科學知識，比之一個單純的實驗人員或單純的物理家所具有的知識更加堅實、有益而牢固。 1850年考入劍橋大學，1854年以優異成績畢業並獲得了學位，留校工作。1856年起任蘇格蘭阿伯丁的馬裏沙耳學院的自然哲學講座教授，直到1874年。經法拉第舉薦，自1860年起任倫敦皇家學院的物理學和天文學教授。1871年起負責籌劃卡文迪什實驗室，隨後被任命在劍橋大學創辦卡文迪什實驗室並擔任第一任負責人。1879年11月5日麥克斯韋因患癌症在劍橋逝世，終年僅48歲。
【課堂點撥與交流】
一、電磁波的發現
1、電磁波的發現背景
A、麥克斯韋---科學神童
B、法拉第對麥克斯韋的激勵
C、前人的工作成果
2、偉大的預言
A、變化的磁場產生電場------電磁感應現象
B、假設-----變化的電場會產生磁場
C、預言電磁場的存在-----1864年，麥氏發表了電磁場理論，成為人類歷史上預言電磁波存在的第一人。
二、電磁場和電磁波
1.、麥克斯韋電磁場理論：
(1).變化的磁場產生電場
(2).變化的電場產生磁場
2、電磁波
例：電流隨時間變化的規律如下列圖所示，能發射電磁波的是( )
A、電磁波與機械波的區別
B、電磁波的速度---光速！
C、光是一種電磁波
3、赫茲實驗
赫茲證實：(1)電磁場、電磁波的存在。
(2)電磁波能反射、折射、干涉、衍射和偏振等現象，證明了電磁波與光具有相同的性質。
一天，赫茲在一間暗室裏做實驗。他在兩個相隔很近的金屬小球上加上高電壓，隨之便產生一陣陣噼噼啪啪的火花放電。這時，在他身後放着一個沒有封口的圓環。當赫茲把圓環的開口處調小到一定程度時，便看到有火花越過縫隙。通過這個實驗，他得出了電磁能量可以越過空間進行傳播的結論。赫茲的發現公佈之後，轟動了全世界的科學界，1887年成為了近代科學技術史的一座里程碑，為了紀念這位傑出的科學家，電磁波的單位便命名為-赫茲(Hz)。
赫茲實驗的意義：
赫茲的發現具有劃時代的意義，它不但證明了麥克斯韋理論的正確，更重要的是導致了無線電的誕生，開闢了電子技術的新紀元，標誌着從有線電通信向無線電通信的轉折點。也是整個移動通信的發源點，應該説，從這時開始，人類開始進入了無線通信的新領域。
電磁波成果：
無線電報(1901)廣播(1906)電話(1916)傳真(1923)電視(1929)微波(1933)雷達(1935)衞星通訊電子計算機因特網等都與電磁波理論相關
有關趣聞
插曲：比赫茲實驗早七年，一位叫戴維的人也接收到了電磁波信號，他隨即向英國皇家協會會長G斯托克斯彙報，但斯托克斯認為這只是普通的電磁感應現象，戴維過於迷信權威，對於這一天賜良機未與重視，使發現被埋沒了。
【課堂練習】
1、按照麥克斯韋的電磁場理論，以下説法中正確的是( )
A、磁場在周圍一定產生電場
B、電場在周圍一定產生磁場
C、變化的磁場在周圍產生電場
D、變化的電場在周圍產生磁場
2、按照麥克斯韋的電磁場理論，以下説法中正確的是( )
A、恆定的磁場在周圍產生恆定的電場
B、變化的磁場在周圍產生變化的電場
C、均勻變化的磁場在周圍產生均勻變化的電場
D、均勻變化的磁場在周圍產生恆定的電場
3、按照麥克斯韋的電磁場理論，以下説法中不正確的是( )
A、振盪的磁場在周圍產生恆定的電場
B、振盪的磁場在周圍產生均勻變化的電場
C、振盪的電場在周圍產生不同頻率的振盪磁場
D、振盪的電場在周圍產生同頻率的振盪磁場
4、關於電磁波，下列説法中正確的是 ()
A、均勻變化的電場和均勻變化的磁場互相激發，由產生處向遠處傳播形成電磁波
B、振盪電場和振盪磁場互相激發，由產生處向遠處傳播形成電磁波
C、電磁波的振盪電場和振盪磁場方向互相垂直，且與傳播方向互相垂直
D、電磁波能夠發生反射、干涉、衍射、偏振現象
5、比較電磁波和機械波，下列説法中正確的是()
A、電磁波和機械波都可以在真空中傳播
B、電磁波和機械波都是傳遞能量的一種形式
C、電磁波和機械波都能產生反射、干涉、衍射、偏振現象
D、電磁波和聲波都是縱波
一、教學目標
1、瞭解電磁波的產生和發射，知道電磁波是橫波
2、知道電磁波在真空中的傳播速度，知道公式v=λf 也適用於電磁波。
二、教學重點：
有關電磁波的簡單計算
三、教學難點：
電磁波的產生
四、教學方法：
啟發式綜合教學法
五、教學過程
（一）引入新課
上節課我們學習了有關電磁場的知識，知道了麥克斯韋電磁場理論的兩大支柱，即變化的磁場能產生電場，變化的電場能產生磁場。變化的電場和變化的磁場是相互聯繫的，形成一個不可分離的統一體，這就是電磁場。電磁場由發生區域向遠處的傳播就是電磁波。這節課我們就學習有關電磁波的知識。
（二）進行新課
1、電磁波的產生
（1）普通LC振盪電路不能有效地發射電磁波
在普通LC振盪電路中，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部。在電磁振盪過程中，電場能和磁場能的相互轉化主要是在電路內部完成的，輻射出去的能量很少。不能有效地發射電磁波
2、發射電磁波的條件
要有效地向外發射電磁波，振盪電路要滿足如下條件：
（1）要有足夠高的振盪頻率。
（2）振盪電路的電場和磁場必須分散到儘可能大的空間，才能有效地把電磁場的能量傳播出去。
引導學生討論：如何改造普通的LC振盪電路，才能使它能夠有效地發射電磁波？
師生一起討論後，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射出去。
3、電磁波的特點
師生一起討論、歸納電磁波的特點：
（1）電磁波是橫波。電磁波中的電場和磁場相互垂直，電磁波的傳播方向與二者的方向也垂直。
（2）電磁波在空間以一定的速度傳播，
（3）電磁波在真空中的傳播速度等於光在真空中的傳播速度，即c=3.0x108/s
（4）電磁波的傳播過程就是電磁能的傳播過程。
（5）電磁波是物質波，真空中也能傳播，能獨立存在（與機械波不同）
（6）具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性
【例題】一台收音機的接收頻率範圍從f1=2.2MHz到f2=22MHz；設這台收音機能接收的相應波長範圍從λ1到λ2，那麼波長之比為λ1:λ2=xx：xx
（三）佈置作業：練習二（2）（3）做在作業本上
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