鲁科版高中物理选修3-43.2电磁波的发射、传播和接收教案
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第二节电磁波地发射、传播和接收三维教学目标1、知识与技能<1)通过演示和讲解,让学生理解电磁场地理论;<2)了解电磁波地产生,掌握电磁波地传播公式及接收.2、过程与方法(1>通过对赫兹实验地过程与分析和阅读“资料活页”,体会解决问题,应抓住关键,并善于类推和联想.(2>通过“讨论与交流”,学会及时应用所学知识解释相关问题.3、情感、态度与价值观教学重点:1.电磁波有效发射地条件,调制地含义及调制方式.2.无线电波地传播方式及其应用.3.无线电波接收原理.教学难点:1.无线电波调制地含义和方式地区别.2.“电谐振”概念地形成.教学方法:实验法、讲解法、讨论与交流法<一)引入1、一个变化地磁场中放一个闭合线圈会产生感应电流,这是一种电磁感应现象.麦克斯韦研究了这种现象,认为若电路闭合就会有感应电流;若电路不闭合,则会产生感应电场;这个电场驱使导体中电子地运动,从而产生了感应电流.2、分析:①恒定地电场周围无磁场,恒定地磁场周围无电场.②均匀变化地电场周围产生恒定地磁场,均匀变化地磁场周围产生恒定地电场.③周期性变化地电场周围存在同周期地磁场,周期性变化地磁场在周围产生同周期地电场.<二)新课教学1、无线电波:无线电技术中使用地电磁波叫做无线电波.无线电波地波长从几毫M到几十千M.通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段——长波、中波、中短波、短波、微波.2.无线电波地发射:如图所示.①调制:使电磁波随各种信号而改变②调幅和调频3.无线电波地接收①电谐振:当接收电路地固有频率跟接收到地电磁波地频率相同时,接收电路中产生地振荡电流最强,这种现象叫做电谐振.②调谐:使接收电路产生电谐振地过程.调谐电路如图所示.通过改变电容器电容来改变调谐电路地频率.③检波:从接收到地高频振荡中“检”出所携带地信号.例1:LC回路地频率为100赫兹,电容为0.1微法.求电感是多大?( 25H >如果LC回路地频率为1000赫兹,电容不变,电感又是多大? <250H )例2:一台收音机地接收频率范围从f1=2.2MHz到f=22MHz;设这台收音机能接收地相应波长范围从λ1到λ2,调谐电容器地相应电容量变化范围从C1到C2,那么波长之比为?<λ1:λ2=<10:1),电容之比为C1:C2=<100:1))申明:所有资料为本人收集整理,仅限个人学习使用,勿做商业用途.。
3.2《电磁波的发射、传播和接收》学案【学习目标】1.电磁波有效发射的条件,调制的含义及调制方式。
2.无线电波的传播方式及其应用。
3.无线电波接收原理。
【学习重点】了解电磁波的产生,掌握电磁波的传播公式及接收【知识要点】1.电磁波的发射要有效地向外发射电磁波,振荡电路要满足如下条件:<1)要有足够高的振荡频率。
<2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,才能有效地把电磁场的能量传播出去。
在实际应用中常把开放电路的下端跟地连接。
跟地连接的导线叫做地线。
线圈上部接到比较高的导线上,这条导线叫做天线。
天线和地线形成了一个敞开的电容器,电磁波就是由这样的开放电路发射出去的。
电视发射塔要建得很高,是为了使电磁波发射得较远。
实际发射无线电波的装置中还需在开放电路旁加一个振荡器电路与之耦合,如图所示。
振荡器电路产生的高频率振荡电流通过L2与L1的互感作用,使L1也产生同频率的振荡电流,振荡电流在开放电路中激发出无线电波,向四周发射.在电磁波发射技术中,如果把这种电信号“加”到高频等幅振荡电流上,那么,载有信号的高频振荡电流产生的电磁波就载着要传送的信号一起发射出去。
把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上,使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。
2.电磁波的接收在无线电技术中,用天线和地线组成的接收电路来接收电磁波。
接收电路产生电谐振的过程叫做调谐,能够调谐的接收电路叫做调谐电路。
从接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的调制信号过程,叫做检波。
检波是调制的逆过程,因此也叫解调。
【典型例题】例题1:一台收音机的接收频率范围从f1=2.2MHz到f=22MHz;设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2,调谐电容器的相应电容量变化范围从C1到C2,那么波长之比为?答案:λ1:λ2=10:1,电容之比为C1:C2=100:1【达标训练】1.电磁波的调制有哪两种方式?2.什么叫电谐振?3.调谐过程中,若接收同一波段内的不同信号,通常是改变电路中哪个元件的值?4.发射电磁波为什么要用开放电路?5.接收电磁波信号时,为什么要调谐?6.调谐电路中可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到某较高频率电台发出的电信号,要收到该电台的信号,应该怎么办?A.增加调谐电路线圈的匝数B.加大电源电压C.减少调谐电路线圈的匝数D.减小电源电压参考答案:1.电磁波的调制有调幅和调频两种方式。
电磁波的发射和接收【教学目标】(1)了解无线电波的波长范围。
(2)了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。
(3 )了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。
【教学重难点】教学重点:理解电磁波的发射和接收过程;调制、调幅和调频;调谐和解调;知道什么是电谐振和调谐电路教学难点:知道什么是电谐振和调谐电路【课型】:新授课【课时】:一课时【教学方法】:讨论法;探究法;讲解法【教具】:两台对讲机、一部手机、一台收音机【教学过程】一、新课导入:大家来看一下我手中的东西,分别是:收音机、手机、对讲机。
其中,通过对讲机和手机,我们可以把自己话音传到我们想要它们去的地方,也可以听到对方的话音。
这两个设备是以什么样的形式来传递和接收声音呢?电磁波对,就是电磁波,今天,我们就一块来学习电磁波的发射和接收。
首先我们来一块看一下这节课的学习目标:(1)了解无线电波的波长范围。
(2)了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。
(3 )了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。
大家都预习过了,我们今天将从电磁波的发射和接收这两个过程来学习这节课的内容,首先请第一组同学给我们展示第一部分内容。
第一组同学主要讲的内容1.无线电波的发射问题1 :如何有效地发射电磁波?发射电磁波的振荡电路,需满足:(1)要有足够高的频率.(2)要用开放电路,使振荡电路的电场和磁场(能量)分散到尽可能大的空间•问题2 :如何有效地传递人们所需要的信息?利用无线电波传递信号,要求发射的无线电波随信号而改变,使无线电波随各种信号而改变叫调制,常用的调制方法有 调幅 和 调频 两种,使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变叫 调幅使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变叫 调频经过调幅后发射出去的无线电波叫 调幅波经过调频以后发射出去的无线电波叫 调频波(调幅波、调频波统称已调波。
)通过以上几步我们就可以把信息有效地发射到空中,但是空中存在着各种各样的电磁 波,我们怎样才能把我们所需要的信息有效地接收到, 就是我们接下来所要学习的内容。
电磁波的发射、传播和接收一、《课标》要求对本节的要求是比较低的“了解”层次。
做好赫兹实验使学生了解电磁波的发射,不同波长的电磁波的传播特点是很有用的常识,应该了解。
电磁波的接收重在其物理过程,学生可做常识性了解。
二、教学方法和设想采用教师传授学生自主学习与同学讨论交流相结合的教学方法,注重过程与方法,做好模仿赫兹实验的实验,大部分内容可让学生自主学习,有难点则可通过讨论交流及教师点拨及时来突破。
三.教学目标知识与技能了解赫兹实验及其意义。
了解开放电路和实际发射电磁波的过程。
知道电磁波的三种传播方式及其特点。
了解电磁波的接收原理和过程。
2.过程与方法(1)通过对赫兹实验的过程与分析和阅读“资料活页”,体会解决问题,应抓住关键,并善于类推和联想。
(2)通过“讨论与交流”,学会及时应用所学知识解释相关问题。
3.情感.态度.与价值观(1)通过观察实验,体验赫兹成功的喜悦。
(2)体会“心动不如行动”。
(3)通过马可尼.波波夫的成功,感悟科学是人类创造发明的基础,体会科学只有融入技术中才能真正造福人类。
四.教学重点1.电磁波有效发射的条件,调制的含义及调制方式。
2.无线电波的传播方式及其应用。
3.无线电波接收原理。
五.教学难点1.无线电波调制的含义和方式的区别。
2.“电谐振”概念的形成。
六.实验器材四根铜管、感应圈、发光二极管、支架等。
七.教学过程1.新课引入:引导:科学(麦克斯韦电磁场理论)转化为生产力通过“技术”这个环节,重温赫兹发现电磁波的过程。
启发:从共鸣现象-------到电磁波的共鸣-------捕捉电磁波模仿:赫兹实验,请学生观察(1)接收器上的发光二极管在什么情况下才会亮。
(2)接收处于不同位置,发光二极管的的亮度如何变化。
提示:(1)发射端两小球间产生火花放电时接收器上的发光二极管才会亮。
(2)接收器慢慢远离发射器时,在一定距离内发光二极管亮度不明显,但超过一定距离后,发光二极管明显变暗,甚至熄灭,当接收器与发射器平行放置慢慢转过一定角度时,发光二极管的亮度随之变暗, 甚至熄灭。
《电磁波的发射、传播和接收》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标(1)了解电磁波的产生条件,知道电磁波是如何发射的。
(2)理解电磁波的传播特性,包括在不同介质中的传播速度和波长变化。
(3)掌握电磁波的接收原理,认识常见的接收设备。
2、过程与方法目标(1)通过实验和演示,培养学生的观察能力和分析问题的能力。
(2)通过对电磁波发射、传播和接收过程的探究,培养学生的科学思维和科学探究能力。
3、情感态度与价值观目标(1)激发学生对电磁波相关知识的兴趣,培养学生探索科学的精神。
(2)使学生认识到电磁波在现代通信中的重要作用,增强学生对科学技术的热爱。
二、教学重难点1、教学重点(1)电磁波的发射条件和调制方式。
(2)电磁波的传播特性,如波长、频率、波速的关系。
(3)电磁波的接收原理和调谐、解调过程。
2、教学难点(1)对电磁波调制和解调过程的理解。
(2)电磁波在不同介质中传播时特性的变化。
三、教学方法讲授法、实验演示法、小组讨论法、多媒体辅助教学法四、教学过程1、课程导入(5 分钟)通过播放一段现代通信的视频,如手机通话、卫星电视、无线网络等,引出电磁波在通信中的重要作用,从而激发学生的学习兴趣,引入本节课的主题——电磁波的发射、传播和接收。
2、电磁波的发射(20 分钟)(1)讲解电磁波的产生条件:变化的电流能够产生电磁波。
通过举例,如打开和关闭手电筒的灯泡,电流的迅速变化会产生电磁波。
(2)介绍开放电路:展示简单的电路模型,对比封闭电路和开放电路,说明开放电路更有利于电磁波的发射。
(3)讲解调制:介绍两种调制方式——调幅和调频。
通过动画演示和实际的音频、视频信号示例,让学生理解调幅是改变电磁波的振幅,调频是改变电磁波的频率,以实现信息的加载。
3、电磁波的传播(20 分钟)(1)讲解电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播。
通过对比机械波的传播需要介质,加深学生对电磁波传播特性的理解。
(2)介绍电磁波在真空中的传播速度——光速,并给出公式 c =λf (其中 c 为光速,λ 为波长,f 为频率)。
第2、3节电磁波的发射、传播和接收电磁波的应用及防护1.当振荡电路具有足够高的频率,且为开放电路时,电磁波可以发射出去。
2.要通过电磁波传递信号,必须进行调制,调制有调幅和调频两种方法。
3.要接收电磁波传递的信号,必须进行调谐和检波。
4.按电磁波的波长或频率大小排列起来形成电磁波谱,不同电磁波有不同的特点和应用。
[自读教材·抓基础]1.有效地向外发射电磁波时,振荡电路必须具有的两个特点(1)要有足够高的振荡频率:频率越高,发射电磁波的本领越大。
(2)振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,因此,采用开放电路。
2.电磁波的调制[跟随名师·解疑难]1.电磁波发射的开放电路(1)有效发射电磁波的条件:①高频电路:理论研究证明了发射电磁波的功率与振荡频率的4次方成正比。
频率越高,发射电磁波的本领越大。
②开放电路:振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,这样才能有效地把能量辐射出去。
(2)实际应用中的开放电路是由天线与地线和匝数很少的线圈组成的,对应的L、C都很小,以满足电磁波频率高的条件。
2.电磁波两种调制方式的比较(1)调幅:使电磁波的振幅随信号改变,频率始终保持不变,如图所示。
(2)调频:使电磁波的频率随信号而改变,如图所示。
[学后自检]┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄┄(小试身手)1.要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应该采取的措施是( )A.减小电容器极板间距B.使振荡电容器的正对面积足够大C.尽可能使电场和磁场分散开D.增大回路中的电容和电感解析:选C 要提高LC振荡电路辐射电磁波的本领,应从两个方面考虑,一是提高振荡频率,二是使电磁场尽可能地分散开,所以C正确;由f=12πLC可知,当减小电容器极板间的距离时,C变大,f减小,A错误;使电容器正对面积变大,C变大,f变小,B错误;增大回路中的L、C,f变小,D错误。
1.无线电波通常有3种传播途径:地波、天波和空间波2.电磁波的接收(1)电谐振现象:当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时,电磁波会使接收电路中产生最强的电流。
一、教学目标1. 让学生了解电磁波的发射和接收的基本原理。
2. 使学生掌握电磁波的发射和接收的实验方法。
3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
二、教学内容1. 电磁波的发射:电磁波的产生、电磁波的传播。
2. 电磁波的接收:电磁波的检测、电磁波的接收设备。
3. 实验操作:电磁波发射实验、电磁波接收实验。
三、教学重点与难点1. 教学重点:电磁波的发射和接收原理、实验操作。
2. 教学难点:电磁波的产生机制、电磁波的接收设备的工作原理。
四、教学方法1. 采用讲授法讲解电磁波的发射和接收原理。
2. 采用实验法进行电磁波发射和接收的实验操作。
3. 采用讨论法分析实验结果,引导学生深入理解电磁波的发射和接收过程。
五、教学过程1. 引入新课:通过讲解电磁波在现代科技中的应用,激发学生的兴趣。
2. 讲解电磁波的发射原理:介绍电磁波的产生机制和传播特点。
3. 讲解电磁波的接收原理:介绍电磁波的检测方法和接收设备。
4. 进行实验操作:分组进行电磁波发射和接收实验。
7. 布置作业:让学生结合实验,深入思考电磁波的发射和接收过程。
六、教学评估1. 课堂讲解评估:观察学生对电磁波发射和接收原理的理解程度。
2. 实验操作评估:检查学生在实验中的操作规范性和实验结果的正确性。
3. 作业完成评估:通过学生提交的作业,了解学生对课堂内容的掌握情况。
七、教学策略1. 针对不同学生的学习基础,提供适量的辅导。
2. 在实验过程中,给予学生个别指导,确保实验安全及准确性。
3. 对于学习困难的学生,给予耐心解答,帮助他们克服学习障碍。
八、教学拓展1. 组织学生进行电磁波发射和接收的实验竞赛,提高学生的实验兴趣。
2. 邀请相关领域的专家进行讲座,扩大学生的知识视野。
3. 安排学生参观无线电发射台或实验室,加深学生对电磁波应用的了解。
九、教学反思2. 根据学生的反馈,调整教学内容和方法,提高教学效果。
3. 定期与同事交流教学心得,共同探讨提高教学质量的途径。
《电磁波的发射、传播和接收》说课稿尊敬的各位评委老师:大家好!今天我说课的题目是《电磁波的发射、传播和接收》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法与学法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析本节课是高中物理选修 3-4 第十三章《电磁波》中的重要内容。
电磁波作为现代通信的基石,其发射、传播和接收的原理对于学生理解现代通信技术以及电磁学的相关知识具有重要意义。
教材首先介绍了电磁波的发射条件和调制方式,让学生了解如何将信息加载到电磁波上进行传输;接着阐述了电磁波的传播特性,包括在不同介质中的传播速度和衰减情况;最后讲解了电磁波的接收原理,包括调谐和解调的过程。
通过本节课的学习,学生将对电磁波的应用有更深入的认识,为后续学习电磁波的其他相关知识奠定基础。
二、学情分析在知识储备方面,学生已经学习了电磁振荡和麦克斯韦电磁场理论,对电磁波的产生有了一定的了解,但对于电磁波的发射、传播和接收的具体过程还比较陌生。
在能力方面,学生具备一定的观察、分析和推理能力,但对于抽象的物理概念和复杂的物理过程,还需要通过具体的实验和实例来加深理解。
在学习态度方面,高二学生对物理学科具有较强的好奇心和求知欲,但在学习过程中可能会遇到困难而产生畏难情绪,需要教师给予适当的引导和鼓励。
三、教学目标1、知识与技能目标(1)了解电磁波的发射条件和调制方式。
(2)理解电磁波的传播特性,知道电磁波在真空中的传播速度。
(3)掌握电磁波的接收原理,了解调谐和解调的作用。
2、过程与方法目标(1)通过对电磁波发射、传播和接收过程的探究,培养学生的观察能力、分析能力和逻辑推理能力。
(2)通过实验演示和实例分析,让学生学会运用所学知识解决实际问题的方法。
3、情感态度与价值观目标(1)让学生体会到物理知识与生活实际的紧密联系,激发学生学习物理的兴趣。
(2)培养学生的科学态度和创新精神,提高学生的科学素养。
四、教学重难点1、教学重点(1)电磁波的发射条件和调制方式。
高中物理《电磁波的发射和接收》优秀教案第一章:电磁波的基本概念1.1 电磁波的定义引导学生了解电磁波的定义,即电场和磁场交替变化,以波动形式在空间中传播的现象。
通过示例或动画展示电磁波的波动性质。
1.2 电磁波的特性介绍电磁波的频率、波长、速度等基本特性。
解释电磁波的频率与波长的关系,即c=λf,其中c为光速,λ为波长,f为频率。
1.3 电磁波谱引导学生了解电磁波谱,即不同频率的电磁波的分类。
简要介绍无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线等常见电磁波类型。
第二章:电磁波的发射2.1 振荡电流的电磁波发射讲解振荡电流如何产生电磁波,引导学生理解电磁波发射的基本原理。
通过示例或实验展示振荡电流发射电磁波的过程。
2.2 天线的作用介绍天线在电磁波发射中的作用,包括增大发射功率和确定电磁波的传播方向。
解释天线的工作原理,引导学生了解不同类型天线的特点。
2.3 调制与解调讲解调制和解调的概念,即如何将信息信号与电磁波信号进行合成和解码。
引导学生了解调幅(AM)和调频(FM)两种常见的调制方式。
第三章:电磁波的接收3.1 电磁波的接收原理讲解电磁波接收的基本原理,即通过天线捕获电磁波信号,并将其转化为音频或视频信号。
解释接收电路的作用,包括放大、滤波和检波等。
3.2 天线的选择与优化引导学生了解不同类型天线在接收电磁波时的优缺点,并根据实际情况选择合适的天线。
讲解天线长度和方向对接收效果的影响,以及如何进行天线的优化。
3.3 调制信号的解调讲解调制信号的解调过程,即如何将调制后的电磁波信号转化为原始信息信号。
解释解调过程中涉及到的滤波、放大和检波等操作。
第四章:电磁波的应用4.1 通信技术中的应用介绍电磁波在通信技术中的应用,如无线电广播、手机、卫星通信等。
解释不同频率的电磁波在通信中的作用和优缺点。
4.2 医疗技术中的应用讲解电磁波在医疗技术中的应用,如X射线、CT扫描等。
解释电磁波在医学诊断中的作用和重要性。
第2节电磁波的发射、传播和接收第3节电磁波的应用及防护1.了解电磁波的发射、传播和接收的基本原理.知道调制、调谐、电谐振、解调(检波)等概念的意义及区别.2.了解无线电波的三种主要传播途径及其特点.3.知道电磁波谱及其组成部分的特点和作用,知道光是电磁波.(重点)4.了解电磁波的应用及对其危害的防护措施.一、电磁波的发射1.发射条件(1)振荡频率足够高;(2)电场、磁场尽可能分布到较大的空间.2.开放电路为了满足发射条件,可以减小电容器的极板面积,增大极板间距,使电容器变成两条长的直导线,一条深入高空成为天线,另一条接入地下成为地线,形成开放电路.3.电磁波的调制把低频电信号加载到高频等幅振荡电流上叫做调制,常用的调制方式有调频和调幅两种.1.(1)静止的电荷放在变化的磁场中不会受到力的作用.( )(2)当电磁波在空间传播时,电磁能也随着一起传播.( )(3)电磁波的传播速度与介质无关.( )(4)调制的两种方法是调谐和调频.( )提示:(1)×(2)√(3)×(4)×二、电磁波的传播1.无线电波通常有三种传播途径:地波、天波和空间波.2.地波是沿地球表面空间传播的无线电波.在无线电技术中,通常采用地波的形式传播长波、中波和中短波.3.天波是靠大气层中电离层的反射传播的无线电波.短波最适合采用天波的形式传播.4.空间波是像光束那样沿直线传播的无线电波.这种传播方式适用于超短波和微波通信,此外卫星中继通信,卫星电视转播等也主要是利用空间波作为传输途径.1.电台发射的电磁波能向无限远处传播吗?提示:不能,因为电磁波在传递信息的同时,也传递能量,当电磁波遇到导体时,会在导体内产生电流而消耗能量.能量损失越多,传播的距离越近.三、电磁波的接收1.电谐振现象当接收电路的固有频率跟收到的电磁波的频率相同时,接收电路中产生电流最强的现象.与机械振动中的共振现象类似.2.调谐在无线电技术中,对空间存在的各种频率电磁波,需要选择某一种特定的频率接收的过程.3.调谐电路能够进行调谐的接收电路.调节调谐电路可调电容或电感,改变电路的固有频率,使它与要接收的电台的电磁波的频率相同,这个电磁波在调谐电路里激起的电流最强.2.你知道收音机是如何进行选台的吗?提示:收音机中的LC调谐电路是由电感线圈和可变电容器组成的,通过调节可变电容器的电容.改变LC电路的固有频率,使得当它的固有频率与某一电磁波的频率相同时,产生电谐振,从而把该频率的电磁波接收下来.四、电磁波谱1.电磁波谱的构成:电磁波包括无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等.2.不同电磁波的特点(1)电磁波谱中的各种波有一定的频率范围,都具有反射、折射、干涉和衍射的特性,在真空中的传播速度均等于光速,都满足c=λf.(2)可见光是整个电磁波谱中极狭窄的一段,颜色依次为红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫.其中红光的波长最长,频率最小,紫光的波长最短,频率最大.(3)电磁波谱中,X射线和γ射线的波长最短,无线电波的波长最长.2.(1)电磁波只能无线传输.( )(2)X射线是电磁波,它由速度较高的电子构成.( )(3)紫外线在真空中的传播速度大于可见光在真空中的传播速度.( )(4)可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪.( )提示:(1)×(2)×(3)×(4)×五、电磁波的应用1.红外线和紫外线的应用(1)红外线:具有明显的热效应,利用红外线的这种效应,制成了红外烤箱、红外线炉等;利用红外线还可制成夜视仪、遥感器等.(2)紫外线:紫外线能使很多物质发出荧光,很容易让底片感光.当紫外线照射人体时,能使人体合成维生素D,可以预防佝偻病,但过量的紫外线会伤害人体,应注意防护.紫外线还具有杀菌作用,医院里的病房利用紫外线消毒;银行利用紫外线灯鉴别钞票的真伪.2.无线电波的应用(1)雷达①雷达的概念:是一种用来检测飞行器、船只等远距离物体位置的系统.②雷达的工作原理:电磁波遇到障碍物会被反射,根据信号的返回时间和方向,判断物体的方位.③雷达的用途:探测目标、导航、预报天气、绘制地图.(2)移动电话①功能:使用户接收到通话对方送来的信息,并能发送自己的信息.②特点:需通过无线基站转接实现自由通话.3.(1)电视信息包括图像信号和声音信号.( )(2)雷达是利用超声波进行测定物体位置的.( )提示:(1)√(2)×六、电磁污染及防护1.电磁污染又称电磁波污染或射频辐射污染.研究发现,电磁辐射会危害人体健康,波长越短,危害越突出,过量的电磁波辐射对心脏、血液和眼睛等都有很大的危害.2.电磁波污染的防治从物理学角度看,可以从电磁波源、电磁波的传播途径以及受辐射的人这三个方面进行防护.3.电磁辐射会给人们的生活和生产带来哪些不利影响?提示:电磁辐射的干扰使电视图像不清晰或变形,并伴有噪声,会干扰通信系统,使自动化装置发生故障等.电磁波的发射与接收1.电磁波的发射(1)无线电波发射的开放电路①有效发射电磁波的条件.a.高频电路:理论研究证明了发射电磁波的功率与振荡频率的4次方成正比.频率越高,发射电磁波的本领越大.b.开放电路:振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间,这样才能有效地把能量辐射出去.②实际应用中的开放电路是由天线与地线和匝数很少的线圈组成的,对应的L、C都很小,以满足电磁波频率高的条件.(2)无线电波的调制信息转化为电信号后,往往由于信号频率低、能量低不能直接用来发射,需要把要传递的电信号“加载”到高频电磁波上再发射出去,就是调制.相当于把货物搭载到卡车或飞机上.调制的方式又可分为调频和调幅.2.电磁波的接收(1)电谐振:当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时,接收电路中的振荡电流最强,就是电谐振.相当于机械振动中的共振.空中有许多不同频率的电磁波在传播,为了接收到我们需要的电磁波,要调整接收电路的固有频率,使之与我们需要的电磁波的频率相同(产生电谐振),这就是调谐.(2)解调:从接收到的高频电流中“检出”所携带的信号,相当于把运到目的地的货物从火车、飞机等运载工具上卸载下来,这就是解调.解调是调制的逆过程,又叫检波.(1)电磁波在传递信息的同时,也传递能量.但在传递的过程中能量会不断减小,而信息不变.(2)调谐与电谐振不同,调谐是一个调节过程,电谐振是一种物理现象,也就是电磁振荡中的“共振”.(多选)为了增大无线电台向空间辐射无线电波的能力,对LC振荡电路的结构可采取下列哪些措施( )A.增大电容器极板的正对面积B.增大电容器极板的间距C.增大自感线圈的匝数D.采取开放电路[解析] 要增大无线电台向空间辐射电磁波的能力,必须提高其振荡频率,由f=12πLC知,可减小L和C以提高f.要减小L可采取减少线圈匝数,向外抽或抽出铁芯的办法,要减小C 可采取增大极板间距,减小极板正对面积,减小介电常数的办法,故选项B正确,选项A、C错误.开放电路向外辐射能量的能力强,故D正确.[答案] BD对电磁波的理解1.对电磁波的理解(1)电磁波是一种物质,像电场、磁场一样它是客观存在的真实物质,是物质存在的另一种形式.(2)电磁波具有能量,以电磁场的形式存在的能量,也就是说电磁场的能量通过电磁波来传播.(3)电磁波不需要其他介质就能传播.(4)电磁波的能量与频率有关,频率越高,能量越大.(5)电磁波在真空中的传播速度是c=3.0×108 m/s.(6)电磁波能传递信息.2.各种电磁波共性与个性的比较(1)共性①它们在本质上都是电磁波,它们的行为服从相同的规律,各波段之间的区别并没有绝对的意义.②都遵守公式v=λf,它们在真空中的传播速度都是c=3.0×108 m/s.③它们的传播都不需要介质.④它们都具有反射、折射、衍射和干涉的特性.⑤都是横波.(2)个性①不同电磁波的频率或波长不同,表现出不同的特性,波长越长、衍射能力越强可作通讯用途,波长越短穿透能力越强.②同频率的电磁波,在不同介质中传播速度不同.不同频率的电磁波,在同一种介质中传播时,频率越大折射率越大,速度越小.③应用范围不同:无线电波用于通信和广播,红外线用于加热和遥感技术,紫外线用于杀菌消毒.X射线应用于医学上的X光照片.γ射线用于检查金属部件的缺陷.(1)不同频率的电磁波在真空或空气中的传播速度相同,而在同一介质中的传播速度并不相同.(2)X射线与γ射线都具有穿透能力,但γ射线的穿透能力最强,X射线能穿过人体,通常作人体透视,而γ射线可以穿过几厘米厚的铅板,可以做探测金属砂眼的射线.图中A为某火箭发射场,B为山区,C为城市.发射场正在进行某型号火箭的发射试验.为了转播火箭发射的实况,在发射场建立了发射台用于发射广播与电视信号.已知传输无线电广播所用的电磁波波长为550 m,而传输电视信号所用的电磁波波长为0.566 m,为了不让山区挡住信号的传播,使城市居民能收听和收看火箭发射的实况,必须通过建在山顶上的转发站来转发________________(选填“无线电广播信号”或“电视信号”).这是因为________________________________________________________________________.[思路点拨] 根据电磁波的波长确立电磁波的途径.[解析] 从题中知,传输无线电广播所用电磁波波长为550 m,根据波发生明显衍射现象的条件,可知该电磁波很容易发生衍射现象,绕过山区而传播到城市所在的C区,因而不需要转发装置.电视信号所用的电磁波波长为0.566 m,其波长很短,衍射现象很不明显,几乎沿直线传播,能传播到山顶却不能传播到城市所在的C区,要想使信号传到C区,必须通过建在山顶的转发站来转发.[答案] 见解析1.关于电磁波的传播,下列叙述正确的是( )A.电磁波频率越高,越易沿地面传播B.电磁波频率越高,越易发生衍射现象C.电磁波在各种介质中传播时波长恒定D.只要有三颗同步卫星在赤道上空传递微波,就可把信号传遍除两极外的世界各地解析:选D.电磁波频率越高,波长就越短,绕过地面障碍物的本领就越差,且地波在传播过程中的能量损失随频率的增高而增大,A错误.随着电磁波频率的增大,其传播形式跟光相似,越不易发生衍射现象,B错误.电磁波在各种介质中传播时,频率不变,但传播速度不同,波长不同,C错误.由于同步通讯卫星相对于地面静止在赤道上空36 000 km高的地方,用它来作微波中继站,只要有三颗这样的卫星,就可以把微波信号传遍全世界,D正确.对电磁波谱的理解1.无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线都是电磁波,按电磁波的波长或频率大小的顺序排列成谱,叫做电磁波谱.2.不同电磁波的特点及应用特性用途无线电波波动性强通讯、广播、导航红外线热作用强加热、遥感、红外线制导可见光感光性强照明、照相等化学作用、紫外线日光灯、杀菌消毒、治疗皮肤病等荧光效应X射线穿透力强检查、探测、透视、治疗γ射线穿透力最强探测、治疗3.从无线电波到γ射线都是本质相同的电磁波,其行为遵从共同的规律,都具有反射、折射、衍射和干涉的特征;在真空中传播速度均等于光速.但它们因波长(或频率)不同又表现出不同的特点.在电磁波谱中,红外线、可见光和X射线三个波段的频率大小关系是( )A.红外线的频率最大,可见光的频率最小B.X射线频率最大,红外线的频率最小C.可见光的频率最大,红外线的频率最小D.X射线频率最大,可见光的频率最小[思路点拨] 解答本题要注意以下两点(1)电磁波在真空中波速相同.(2)三波段中红外线波长最长,X射线波长最短.[解析] 在三波段中,红外线波长最长,X射线最短,由c=λf知,红外线频率最小,X 射线频率最大,B正确.[答案] B2.(多选)关于电磁波谱,下列说法中正确的是( )A.电磁波中最容易表现出干涉、衍射现象的是无线电波B.红外线、紫外线、可见光是原子的外层电子受激发后产生的C.伦琴射线和γ射线是原子的内层电子受激发后产生的D.红外线的显著作用是热作用,温度较低的物体不能辐射红外线解析:选AB.波长越长,波动性越显著,干涉、衍射现象越易发生;从电磁波产生的机理可知,γ射线是原子核受激发后产生的;不论物体温度高低都能辐射红外线,物体的温度越高,它辐射的红外线越强,故正确答案为A、B.典型问题——无线电波的三种传播方式无线电波主要的传播方式有:地波传播、天波传播和直线传播三种.1.地波传播:沿地球表面空间传播的无线电波.如图所示,由于地面上有高低不平的山坡和房屋等障碍物,只有能绕过这些障碍物的无线电波,才能被各处的接收机接收到,根据波的衍射特性,当波长大于或相当于障碍物的尺寸时,就可以绕到障碍物的后面.地面上的障碍物一般都不是很大,长波能很好地绕过它们,中波和中短波也能较好地绕过.短波和微波由于波长短,绕过障碍物的本领很差.2.天波传播:依靠大气层中的电离层的反射来传播的无线电波叫天波.我们知道,地球被厚厚的大气包围着.地表50千米到几百千米范围内的大气,由于太阳光的照射使大气中的一部分气体分子发生电离,这层大气就叫做电离层.电离层对于不同波长的电磁波表现出不同的特性:对于波长短于10 m的微波,电离层能让它穿过,飞向宇宙;对于长波,电离层基本把它吸收;对于中波、中短波、短波,波长越短,电离层对它吸收得越少而反射得越多,因此短波最适宜以天波的形式传播.3.直线传播:微波既不能以地波的形式传播(易被吸收),又不能依靠电离层的反射以天波的形式传播(能穿透),微波只能像光那样,沿直线传播.这种沿直线传播的电磁波叫空间波或视波.微波要远距离传播必须在地面上建立中继站.(多选)关于电磁波的传播,下列叙述正确的是( )A.电磁波频率越高,越宜用地波传播B.电磁波频率越高,越易沿直线传播C.短波最适宜以天波形式传播D.电磁波在不同介质中传播时波长改变[解析] 由v=λf可知,电磁波频率越高,波长越短,衍射能力越差,不宜用地波传播,频率高的电磁波跟光的传播相似,沿直线传播,故选项B正确,选项A错误;电离层对短波吸收少反射多,故适宜以天波形式传播,选项C正确;电磁波在不同介质中传播时,由v=λf,可判断出波长改变,选项D正确.[答案] BCD(多选)关于无线电波的传播方式,下列说法正确的是( )A.长波主要以地波方式传播B.短波主要以直线传播的方式传播C.微波主要以直线传播的方式传播D.地面物体定位利用地波,空中物体定位利用天波的方式解析:选AC.波长越长越容易发生衍射,定位越不准确,因此定位采取微波的直线传播方式为好,D错误.。
高中物理《电磁波发射和接收》教案一、教学目标1.理解电磁波的概念,了解电磁波的基本特性。
2.掌握电磁波的发射和接收原理。
3.能够分析电磁波的应用,并能够解决与电磁波有关的问题。
二、教学准备1.教材:高中物理教材2.教具:黑板、彩色粉笔、投影仪、实物模型等。
三、教学内容1. 电磁波的概念与特性•电磁波的定义:电磁波是一种由电场和磁场相互作用而产生的波动现象。
•电磁波的特性:波长、频率和速度。
2. 电磁波的发射原理•电磁波的发射来源:加速带电粒子或震荡的电荷。
•电磁波的发射过程:产生电磁波的条件和方式。
3. 电磁波的接收原理•电磁波的接收元件:天线。
•电磁波的接收过程:天线接收电磁波的原理。
4. 电磁波的应用•无线通信:无线电、电视、手机等电磁波的应用。
•医学应用:核磁共振、X射线等电磁波的应用。
•其他应用:雷达、微波炉等电磁波的应用。
四、教学步骤1.导入:通过引入一幅电磁波的图片或实物模型,激发学生对电磁波的兴趣。
2.概念讲解:通过黑板和投影仪,讲解电磁波的定义和特性,并与学生互动解释。
3.实验演示:进行一个简单的实验演示,展示电磁波的发射和接收过程。
4.探究活动:引导学生发现电磁波在无线通信中的应用,并让学生讨论电磁波的其他应用。
5.总结归纳:帮助学生总结所学的知识点,并与学生一起完成课堂小结。
6.课后作业:布置与电磁波相关的作业,巩固学生对所学知识的理解。
五、教学评价1.学生表现:观察学生对教学内容的反应,包括积极参与、提问和解决问题的能力等。
2.课堂互动:通过课堂问答、小组讨论等方式,评价学生对教学内容的理解程度。
3.作业提交:评价学生完成的作业,及时发现学生的问题并给予指导。
六、拓展延伸1.邀请专业人士来校开展讲座,进一步深入了解电磁波的应用领域。
2.带领学生参观科技展览,让学生实践所学的理论知识。
3.开展小组研究活动,让学生自主选择一个与电磁波相关的课题进行深入研究。
以上教案可以作为高中物理《电磁波发射和接收》教学的参考,教师可以根据实际情况进行适当的调整和补充。
高中物理《电磁波的发射和接收》优秀教案一、教学目标1.理解电磁波的发射和接收原理。
2.掌握电磁波在通信技术中的应用。
3.培养学生的观察能力、实验能力和创新能力。
二、教学重点与难点1.教学重点:电磁波的发射和接收原理,电磁波在通信技术中的应用。
2.教学难点:电磁波的发射和接收过程的理解,电磁波在通信技术中的具体应用。
三、教学过程1.导入新课(1)回顾电磁波的产生和传播过程。
(2)引导学生思考:电磁波是如何发射和接收的?2.电磁波的发射(1)讲解电磁波发射的基本原理:电磁波发射过程中,高频振荡电路产生变化的电磁场,从而激发电磁波向空间传播。
(2)介绍电磁波发射的关键部件:发射天线、高频振荡电路、馈线等。
(3)分析电磁波发射的频率、功率、极化方向等参数。
3.电磁波的接收(1)讲解电磁波接收的基本原理:接收天线感应到空间中的电磁波,将其转化为电信号,经过放大、滤波等处理,最终恢复出原始信号。
(2)介绍电磁波接收的关键部件:接收天线、放大器、滤波器等。
(3)分析电磁波接收的灵敏度、选择性等参数。
4.电磁波在通信技术中的应用(1)讲解电磁波在无线通信中的应用:无线电广播、电视、移动通信等。
(2)介绍电磁波在光纤通信中的应用:光纤通信原理、光纤通信系统等。
(3)分析电磁波在通信技术中的优势:传输速度快、容量大、距离远等。
5.实验与观察(1)进行电磁波发射与接收实验,观察实验现象。
(2)引导学生分析实验结果,理解电磁波发射与接收原理。
6.课堂小结(2)归纳电磁波在通信技术中的应用。
7.作业布置(1)整理课堂笔记,加深对电磁波发射和接收原理的理解。
(2)查阅相关资料,了解电磁波在通信技术中的具体应用。
四、教学反思1.本节课通过讲解、实验、案例分析等多种教学手段,使学生了解了电磁波的发射和接收原理,以及电磁波在通信技术中的应用。
2.教学过程中,注意引导学生思考问题,培养学生的观察能力和创新能力。
3.课后作业的布置有助于巩固所学知识,提高学生的自学能力。
一、教学目标1. 让学生了解电磁波的发射和接收的基本原理。
2. 使学生掌握电磁波的发射和接收的实验方法。
3. 培养学生的实验操作能力和科学思维。
二、教学重点1. 电磁波的发射原理。
2. 电磁波的接收原理。
三、教学难点1. 电磁波发射和接收的实验操作。
2. 电磁波发射和接收的原理理解。
四、教学准备1. 实验室器材:发射器、接收器、导线、电磁波检测器等。
2. 教学课件。
五、教学过程1. 导入:通过回顾电磁波的基本概念,引导学生思考电磁波的发射和接收原理。
2. 讲解:介绍电磁波的发射原理,讲解发射器的工作原理及操作方法。
讲解电磁波的接收原理,讲解接收器的工作原理及操作方法。
3. 实验:分组进行实验,让学生亲自动手操作发射器和接收器,观察并记录实验现象。
4. 讨论:引导学生根据实验现象,分析电磁波的发射和接收原理。
5. 总结:归纳电磁波的发射和接收原理,强调实验操作注意事项。
6. 作业:布置相关练习题,巩固所学知识。
7. 课后反思:教师根据学生课堂表现和作业完成情况,总结教学效果,调整教学方法。
六、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考和探索电磁波的发射和接收原理。
2. 运用实验教学法,让学生亲自动手操作,提高学生的实践能力。
3. 采用分组讨论法,培养学生的团队合作意识和交流沟通能力。
七、教学内容1. 电磁波的发射:介绍电磁波的发射原理,讲解发射器的工作原理及操作方法。
2. 电磁波的传播:讲解电磁波在空气、真空等不同介质中的传播特性。
3. 电磁波的接收:讲解接收器的工作原理及操作方法,介绍电磁波接收的实验方法。
八、教学步骤1. 引入新课:通过回顾上节课的内容,引导学生思考电磁波的发射和接收。
2. 讲解发射原理:讲解电磁波的发射原理,让学生理解电磁波是如何产生的。
3. 讲解传播特性:讲解电磁波在不同介质中的传播特性,让学生了解电磁波传播的条件。
4. 讲解接收原理:讲解电磁波的接收原理,让学生明白如何接收电磁波。
第二节电磁波的发射、传播和接收
三维教学目标
1、知识与技能
(1)通过演示和讲解,让学生理解电磁场的理论;
(2)了解电磁波的产生,掌握电磁波的传播公式及接收。
2、过程与方法
(1)通过对赫兹实验的过程与分析和阅读“资料活页”,体会解决问题,应抓住关键,并
善于类推和联想。
(2)通过“讨论与交流”,学会及时应用所学知识解释相关问题。
3、情感、态度与价值观
教学重点:
1.电磁波有效发射的条件,调制的含义及调制方式。
2.无线电波的传播方式及其应用。
3.无线电波接收原理。
教学难点:
1.无线电波调制的含义和方式的区别。
2.“电谐振”概念的形成。
教学方法:实验法、讲解法、讨论与交流法
(一)引入
1、一个变化的磁场中放一个闭合线圈会产生感应电流,这是一种电磁感应现象。
麦克斯韦研究了这种现象,认为若电路闭合就会有感应电流;若电路不闭合,则会产生感应电场;这个电场驱使导体中电子的运动,从而产生了感应电流。
2、分析:
①恒定的电场周围无磁场,恒定的磁场周围无电场。
②均匀变化的电场周围产生恒定的磁场,均匀变化的磁场周围产生恒定的电场。
③周期性变化的电场周围存在同周期的磁场,周期性变化的磁场在周围产生同周期的电
场。
(二)新课教学
1、无线电波:无线电技术中使用的电磁波叫做无线电波。
无线电波的波长从几毫米到几十千米。
通常根据波长或频率把无线电波分成几个波段——长波、中波、中
短波、短波、微波。
2.无线电波的发射:如图所示。
①调制:使电磁波随各种信号而改变
②调幅和调频
3.无线电波的接收
①电谐振:当接收电路的固有频率跟接收到的电磁波的频率相同时,接收电
路中产生的振荡电流最强,这种现象叫做电谐振。
②调谐:使接收电路产生电谐振的过程。
调谐电路如图所示。
通过改变电容
器电容来改变调谐电路的频率。
③检波:从接收到的高频振荡中“检”出所携带的信号。
例1:LC回路的频率为100赫兹,电容为0.1微法.求电感是多大? ( 25H )如果LC回路的频率为1000赫兹,电容不变,电感又是多大?(250H )
例2:一台收音机的接收频率范围从f1=2.2MHz到f=22MHz;设这台收音机能接收的相应波长范围从λ1到λ2,调谐电容器的相应电容量变化范围从C1到C2,那么波长之比为?(λ1:λ2=(10:1),电容之比为C1:C2=(100:1))。