4.1电磁波的发现
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新课导入人类社会已经进入了信息时代。
信息爆炸式地产生,通信成了信息时代的生命线。
现代通信离不开电磁波。
从电磁波的发现到信息高速公路的出现,我们仅仅用了100年。
可以说麦克斯韦的伟大预言和赫兹的电火花,照亮了人类利用电磁波通信的道路。
演示视频:麦克斯韦电磁波的发现麦克斯韦:英国物理学家。
麦克斯韦少年时受过很好的教育,显示出数学和物理学方面的才能。
他在物理学上的主要贡献是建立了分子运动速度的概率分布理论和电磁场理论。
麦克斯韦建立了著名的卡文迪许实验室。
1860年初秋,麦克斯韦特意去拜访法拉第,两人虽然在年龄上相差四十岁,在性情、爱好、特长方面也迥然各异,可是对物质世界的看法却产生了共鸣。
法拉第鼓励麦克斯韦:“你不应停留在数学解释我的观点,而应该突破它。
”教学目标知识与能力1.理解麦克斯韦电磁场理论的两个支柱:变化的磁场产生电场、变化的电场产生磁场。
了解变化的电场和磁场相互联系形成同一的电磁场。
2.了解电磁场在空间传播形成电磁波。
过程与方法通过对变化的磁场产生电场以及变化的电场产生磁场两大理论的分析研究,来学习有关电磁波的相关知识。
情感态度与价值观了解麦克斯韦电磁场理论以及赫兹实验在物理学发展中的贡献。
体会两位科学家研究物理问题的思想方法。
教学重难点重点1.变化的磁场产生电磁。
2.变化的电场产生磁场。
3.电磁波。
难点1.变化的磁场产生电磁。
2.变化的电场产生磁场。
本节导航一.伟大的预言二.电磁波三.赫兹的电火花麦克斯韦学习了库仑、安培、奥斯特、法拉第、亨利的研究成果,结合了自己的创造性的努力,他相继发表了《论物理力线》和《电磁场动力学理论》,最终以一组今天称为麦克斯韦方程组的电磁场方程,宣告了完整电磁场理论的建立。
一、麦克斯韦的电磁场理论要点1.两个基本观点:a.变化的磁场产生电场b.变化的电场产生磁场变化的磁场产生电场变化的电场产生磁场2.变化的磁场产生电场装置如图所示,当穿过螺线管的磁场随时间变化时,上面的线圈中产生感应电动势,引起感应电流使灯泡发光。
《电磁波的发现》高中物理教案一、教学目标1. 让学生了解电磁波的产生、传播和应用,理解电磁波在现代科技领域中的重要性。
2. 通过对电磁波的研究,提高学生的科学素养,培养学生的创新意识和实践能力。
3. 引导学生通过观察、实验、分析等方法,探究电磁波的性质,培养学生的团队合作精神和交流能力。
二、教学内容1. 电磁波的产生:介绍电磁波的产生原理,引导学生了解电磁波的频率、波长和能量等基本特性。
2. 电磁波的传播:讲解电磁波在真空和介质中的传播规律,引导学生掌握电磁波传播的速度和衰减等知识。
3. 电磁波的应用:介绍电磁波在通信、雷达、医学等方面的应用,引导学生了解电磁波在现代科技领域的重要性。
4. 电磁波的发现历程:讲述电磁波的发现过程,引导学生了解科学家们的研究方法和思维过程。
5. 电磁波实验:安排一次实验课,让学生通过实验观察电磁波的性质,培养学生的实践能力。
三、教学方法1. 采用讲授法,讲解电磁波的基本概念、产生、传播和应用等方面的知识。
2. 采用实验法,让学生通过实验观察电磁波的性质,培养学生的实践能力。
3. 采用讨论法,引导学生就电磁波的发现历程和应用等方面进行探讨,培养学生的团队合作精神和交流能力。
四、教学准备1. 准备相关教案、课件和教学视频,以便进行课堂教学。
2. 准备实验器材,安排实验课的场地和时间。
3. 准备课后作业,巩固学生对电磁波知识的理解和掌握。
五、教学评价1. 课堂表现:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答等情况,了解学生的学习状态。
2. 课后作业:检查学生完成作业的情况,评估学生对电磁波知识的掌握程度。
3. 实验报告:评估学生在实验课上的表现,了解学生对电磁波实验技能的掌握情况。
4. 小组讨论:观察学生在讨论中的表现,评估学生的团队合作精神和交流能力。
六、教学步骤1. 导入新课:通过回顾电磁学基础知识,引导学生进入电磁波的学习。
2. 讲解电磁波的产生:介绍麦克斯韦方程组,解释电磁波的产生原理。
电磁波的发现及应用【教学目标】1.了解电磁波的产生与传播。
2.知道光是一种电磁波,以及电磁波在真空中的传播速度。
3.知道波长与频率、波速的关系。
4.认识电磁波谱。
5.了解电磁波在科技、经济、社会发展中的作用。
【教学重难点】电磁波的产生与传播,理解磁场与电场之间的关联。
【教学过程】一、新课导入教师:古人都渴望顺风耳千里眼,而现今故事已经成为现实,人与人之间的交流也是越来越便捷。
(展示图片)大家看到的画面是“神舟六号”发射场面。
“神舟六号”上天后,人们是怎样知道它到达预定的地点呢?学生回答:无线电波。
教师:无线电广播、电视、人造卫星、导弹、宇宙飞船等,传递信息和跟地面的联系都要利用电磁波。
现代社会的各个部门,几乎都离不开“电磁波”,可以说“电”作为现代文明的标志,“电磁波”就是现代文明的神经中枢,或者叫现代化的代名词。
那么,电磁波是什么?它是怎样产生的?它有什么性质?怎样利用它传递信号?今天我们就来认识一下电磁波。
二、新课教学(一)麦克斯韦电磁场理论教师首先向学生介绍麦克斯韦的生平简介,激发学生的好奇心和求知欲。
麦克斯韦(James Clark Maxwell,1831~1879)是英国的理论物理学家、数学家。
1831年6月13日生于英国爱丁堡。
他的父亲是一个科学家,他从小就受到科学的熏陶,15岁时向英国皇家学会递交数学论文,发表在《爱丁堡皇家学会学报》上,第一次显露出他出众的才华。
1847年,考入爱丁堡大学学习数学和物理学。
1850年转入剑桥大学,1854年毕业后留校工作。
1871年,麦克斯韦任剑桥物理实验室主任,1874年,他主持建立的卡文迪许实验室竣工,任该实验室首任主任。
1879年11月5日,麦克斯韦在剑桥逝世。
麦克斯韦在电磁场理论方面的工作深受法拉第的影响。
他信服法拉第的思想,决心为法拉第的场的概念提供数学方法的基础。
尤其是他在伦敦皇家学院任教期间,有机会拜访了法拉第以后,更加强了他的这种信念。
4 电磁波的发现及应用教学目标1.知道麦克斯韦的电磁场理论。
2.了解电磁波的产生过程,知道赫兹通过实验捕捉到了电磁波。
3.知道电磁波谱,了解不同频率电磁波的应用。
4.知道电磁波的物质性,知道电磁波具有能量,了解电磁波通信对人们生活的影响。
教学重难点教学重点1.麦克斯韦电磁场理论。
2.电磁波谱的认识。
教学难点电磁波产生过程的认识。
教学准备多媒体课件教学过程新课引入电磁波为信息的传递插上了翅膀,广播、电视、移动通信等方式,使古代人“顺风耳、千里眼”的梦想变成了现实。
问题那么,电磁波是怎样发现的呢?讲授新课一、电磁场教师活动:介绍英国物理学家麦克斯韦。
1856年,发表了第一篇电磁学论文《论法拉第的力线》。
这篇论文仅限于把法拉第的思想翻译成数学语言,还没有引导到新的结果。
1862年,发表了第二篇论文《论物理力线》。
发展了法拉第的思想,扩充到变化的磁场产生电场,而且大胆假设:变化的电场产生磁场,并预言了电磁波的存在。
1873年,出版了科学名著《电磁理论》,系统、全面、完美地阐述了电磁场理论。
教师活动:下面我们定性的介绍麦克斯韦关于电磁场的一些观点。
1.变化的磁场产生电场这是法拉第的电磁感应现象。
麦克斯韦:变化的磁场在空间产生了电场,电路中的自由电荷在电场的作用下定向移动,形成了感应电流,电场。
变化的磁场产生电场,这是一个普遍规律。
恒定的磁场不产生电场均匀变化的磁场产生恒定的电场周期性变化的磁场产生同频率的振荡电场非均匀变化的磁场产生变化的电场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。
他大胆的假设:变化的电场就像导线中的电流一样,会在空间产生磁场。
2.变化的电场产生磁场恒定的电场不产生磁场均匀变化的电场产生恒定的磁场周期性变化的电场产生同频率的振荡磁场非均匀变化的电场产生变化的磁场按照这个理论,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的电磁场二、电磁波1.伟大的预言麦克斯韦推断:如果在空间某域中有周期性变化的电场,那么它就在空间产生周期性变化的磁场;这个变化的磁场又引起新的变化的电场。