人教版高中物理必修三第13章电磁波的发现及应用

《电磁波的发现及应用》教学设计方案（第一课时）一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握电磁波的基本概念，理解电磁波的发现历程及其在日常生活中的应用。

通过学习，学生能够：1. 认识电磁波的定义和性质，掌握其产生、传播及衰减的基本原理。

2. 了解历史上电磁波的发现过程及其对科学发展的推动作用。

3. 学会分析电磁波在通信、广播、雷达等领域的实际应用，并能解释相关现象。

二、教学重难点本节课的教学重点是电磁波的基本概念及其传播原理，教学难点在于理解电磁波的发现过程及其对现代科技的影响。

为突破这些重难点，我们将采用以下策略：1. 通过生动的实验演示和案例分析，帮助学生直观理解电磁波的传播和作用。

2. 引导学生通过小组讨论和自主探究，深入理解电磁波的发现历程及其对科技发展的推动作用。

三、教学准备为确保本节课的教学效果，我们需要做好以下准备：1. 准备电磁波相关的实验器材和教具，如电磁波发射器、接收器等。

2. 收集电磁波发现历程的相关资料和图片，制作成PPT课件。

3. 准备与电磁波应用相关的视频资料和案例分析材料。

4. 提前布置好教室，确保教学环境整洁、安全、有序。

四、教学过程：（一）课前导入课前，我们可以从生活中一些与电磁波密切相关的现象开始引入，例如在夜晚使用手机收听广播或欣赏夜空中的卫星电视，以引起学生对电磁波的好奇心和兴趣。

随后，教师可以利用幻灯片或短视频展示电磁波的历史和发现过程，为学生营造一个对电磁波有深刻认知的情境。

（二）知识铺垫在进入正式的课程内容之前，先进行一些基础知识铺垫。

这包括对电流、磁场、电场等基本概念的回顾，并强调电磁之间的相互联系。

这样不仅可以为接下来的课程奠定基础，也有助于学生更深刻地理解电磁波的产生与传播。

（三）课程内容展示1. 电磁波的定义和性质：在这一环节中，应详细介绍电磁波的概念，如它是一种由变化的电场和磁场组成的物质。

接着，教师可以结合PPT展示电磁波的分类及其性质，如可见光、无线电波等。

4 电磁波的发现及应用1.了解麦克斯韦电磁场理论，知道电磁场的概念.2.知道电磁波的特点，掌握电磁波波长、频率、波速之间的关系.3.知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序，了解各种电磁波的应用，了解电磁波的能量．一、电磁场与电磁波1．麦克斯韦电磁场理论(1)变化的磁场产生电场①在变化的磁场中放一个闭合的电路，由于穿过电路的磁通量发生变化，电路中会产生感应电流．这个现象的实质是变化的磁场在空间产生了电场．①即使在变化的磁场中没有闭合电路，也同样要在空间产生电场．(2)变化的电场产生磁场变化的电场也相当于一种电流，也在空间产生磁场，即变化的电场在空间产生磁场．2．电磁场：变化的电场和变化的磁场所形成的不可分割的统一体．3．电磁波(1)电磁波的产生：周期性变化的电场和周期性变化的磁场交替产生，由近及远向周围传播，形成电磁波．(2)电磁波的特点①电磁波可以在真空中传播．①电磁波的传播速度等于光速．①光在本质上是一种电磁波．即光是以波动形式传播的一种电磁振动．(3)电磁波的波速①波速、波长、频率三者之间的关系：波速＝波长×频率．电磁波的波速c与波长λ、频率f的关系是c＝λf.①电磁波在真空中的传播速度c＝3×108 m/s.二、电磁波谱与电磁波的能量1．电磁波谱(1)概念：按电磁波的波长或频率大小的顺序把它们排列成谱，叫作电磁波谱．(2)各种电磁波按波长由大到小排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．(3)各种电磁波的特性①无线电波：用于广播、卫星通信、电视等信号的传输．①红外线：用于加热理疗等．①可见光：照亮自然界，也可用于通信．①紫外线：用于灭菌消毒．①X射线和γ射线：用于诊断病情、摧毁病变的细胞．2．电磁波的能量(1)光是一种电磁波，光具有能量．(2)电磁波具有能量，电磁波是一种物质．一、麦克斯韦电磁场理论1．变化的磁场在周围空间产生电场，变化的电场也在周围空间产生磁场．2．均匀变化的磁场产生稳定的电场，均匀变化的电场产生稳定的磁场．3．振荡的磁场产生同频率振荡的电场，振荡的电场产生同频率振荡的磁场．4．周期性变化的电场和磁场相互联系，形成一个统一的场，就是电磁场，而电磁场由近及远地向周围空间传播形成电磁波．二、电磁波1．电磁波的形成周期性变化的电场和磁场交替产生，形成电磁场，电磁场由近及远传播，形成电磁波．2．电磁波的特点(1)电磁波的传播不需要介质．在真空中传播速度等于光速c＝3×108 m/s.(2)电磁场储存电磁能，电磁波的发射过程就是辐射能量的过程．(3)只有周期性变化的电场和磁场相互激发才能形成电磁波．(4)电磁波是电磁场在空间中的传播，电磁场是一种客观存在的物质——场物质．3．电磁波的波速对于电磁波，用λ表示电磁波的波长、f表示频率、c表示波速，则有c＝λf.三、电磁波谱1．电磁波谱电磁波谱的顺序为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．它们共同构成了范围广阔的电磁波谱．2．不同波长的电磁波的比较1．在电磁波谱中，红外线、可见光和紫外线三种电磁波频率大小的关系是A．红外线的频率最大，可见光的频率最小B．紫外线的频率最大，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．紫外线的频率最大，可见光的频率最小2．物理学史上，最先建立完整的电磁场理论并预言了电磁波存在的科学家是（）A．赫兹B．法拉第C．麦克斯韦D．奥斯特3．下列有关叙述不正确的是（）A．第五代移动通信系统（5G）采用电磁波承载信息，该电磁波信号的磁感应强度随时间是非均匀变化的B．单摆在周期性外力作用下做受迫振动，其振动周期与单摆的摆长无关C．向人体内发射频率已知的超声波被血管中的血流反射后又被仪器接收，测出反射波的频率变化就能知道血流的速度，这种方法应用的是共振原理D．泊松亮斑的发现有力地支持了光的波动学说，玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的全反射现象4．下列说法正确的是（）A．车辆匀速驶向停在路边的警车，警车上测速仪探测到反射波的频率减小B．电磁波不能产生多普勒效应，而机械波能产生多普勒效应C．双缝干涉中两列相干波的波峰与波峰叠加相互加强，波谷与波谷叠加相互削弱D．赫兹通过测量证明，电磁波在真空中具有与光相同的速度c5．下列说法正确的是（）A．法国物理学家傅科曾经详尽地研究过单摆的振动，发现单摆做简谐运动的周期T与摆长l的二次方根成正比B．奥地利物理学家多普勒发现波源与观察者靠近时，观察者接收到的频率小于波源频率C．英国物理学家托马斯·杨用激光照射一条狭缝，通过这条狭缝的光再通过双缝，成功观察到了光的干涉现象D．德国科学家赫兹在实验中发现了电磁波，并进一步发现了电磁波的反射、折射、干涉、偏振和衍射等现象6．中国4G牌照发放是在2014年，比发达国家晚了整整三年；但在5G时代，中国已经赢在了起跑线。

听课记录：2024秋季人教版高中物理必修第三册第十三章电磁感应与电磁波初步《电磁波的发现及应用》教学目标（核心素养）1.物理观念：理解电磁波的概念、性质及传播特点，掌握电磁波谱的构成。

2.科学思维：通过分析电磁波的产生、传播与应用实例，培养学生运用物理规律解决实际问题的能力。

3.科学探究：了解电磁波发现的历史过程，体会科学发现的艰辛与乐趣。

4.科学态度与责任：激发学生对电磁学领域的兴趣，培养其尊重科学、勇于探索的科学态度。

导入教师行为：•利用多媒体展示无线电广播、手机通信、卫星导航等现代科技产品，提问：“这些设备是如何实现远距离信息传输的？”•引导学生思考并猜测可能与某种特殊波的传播有关。

学生活动：•观察图片或视频，思考并回答教师的问题。

•提出自己的猜测，如“无线电波”、“电磁波”等。

过程点评：•导入环节通过贴近生活的实例，迅速吸引了学生的注意力，激发了他们的探究欲望。

•提问方式引导学生从实际应用出发，思考电磁波的存在和作用。

教学过程教师行为：1.电磁波的发现历史：•简述赫兹实验验证电磁波存在的历史过程，强调麦克斯韦电磁场理论对电磁波预测的先导作用。

•通过故事或视频片段，增加课堂的趣味性和生动性。

2.电磁波的性质与传播：•详细讲解电磁波的定义、性质（横波、无需介质传播等）及传播速度（光速）。

•利用示意图展示电磁波的传播过程，强调电场与磁场的交替变化。

3.电磁波谱：•介绍电磁波谱的构成，包括无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线等。

•分析不同波段电磁波的特点及应用领域。

4.电磁波的应用：•举例说明电磁波在通信（如无线电、手机、卫星通信）、医疗（如X光检查）、科研（如光谱分析）等领域的应用。

•引导学生思考电磁波在日常生活和科技发展中的重要作用。

学生活动：•认真听讲，记录电磁波发现的历史、性质、传播特点及应用实例。

•参与讨论，分享自己对电磁波应用的了解或疑问。

•通过小组合作，设计一个简单的电磁波应用案例。