第四章第2、3节电磁场与电磁波、无线电波的发射和接收
教学设计
一、教材分析
电磁场的形成、电磁波的产生以及发射和接收是这两节的知识主干，在物理观念的形成上作为重点落实。由于LC回路产生电磁振荡不如机械振动直观，要引导学生结合教材图示分析理解，并通过多媒体手段和实验演示等讲这一过程形象化，帮助学生在物理思维的培养上再上一个台阶。
电磁场的概念和麦克斯韦电磁理论是电磁学的核心内容，但是中学对电磁场理论是要求初步了解。教材突出了理论的核心内容是：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场，交替产生的电场和磁场传播出去形成电磁波。能够动手实验的要学生亲自动手培养学生的科学探究能力。
无线电波的发射和接收涉及概念较多，可以结合图表、思维导图、流程图等多种手段，或者利用运送货物的装卸等流程来帮助学生理解调制、调谐、解调等一系列名次含义。
对电磁波的发现以及无线电波的应用，可以介绍赫兹和马可尼等人的不懈努力以及科技成果，落实培养学生的科学态度与责任。
二、学情分析
学生在学习电磁场理论时，已经具备：静电场的知识、电流的产生和电流的磁效应知识、电磁感应现象等知识；接触并了解过电磁波的接收(半导体收音机等)或发射的机械设备。
学生对电磁场的知识掌握还不够全面和系统化，要更好的创设情境，精心组织素材，进一步培养学生的抽象思维和创造思维能力。
三、素养目标
1．了解电磁场的形成、电磁波的产生。
2．了解电磁波的发射、传播和接收过程，知道无线电通信的基本原理。
3.能正确区分调制、调幅、调频、调谐和解调等概念。
4.结合实际生活，说出无线电通信在生活中的应用。
四、教学重点、难点
1．教学重点：电磁场的形成、电磁波的产生、无线电的传播过程。
2．教学难点：无线电波传播的各种概念辨析。
五、教学方法
实验演示法、类比分析法.
六、教学过程
同学们请看，这是电视台发射电视信号的信号塔效果图。那么，为什么要建高耸入云的发射塔呢？
4 电磁波谱
[学习目标] 1.知道什么是电磁波谱，知道电磁波谱中各种电磁波的排列顺序.2.了解不同波长电磁波的特征及主要用途．
一、电磁波谱
1．电磁波谱：按电磁波的波长大小或频率高低的顺序排列成的谱，叫作电磁波谱．
2．按照波长从长到短依次排列为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．不同的电磁波由于具有不同的波长(频率)，具有不同的特性．
二、电磁波的特性及应用
1．无线电波：把波长大于1 mm(频率低于300 GHz)的电磁波称作无线电波，主要用于通信、广播及其他信号传输．
雷达是利用电磁波遇到障碍物要发生反射，以此来测定物体位置的无线电设备，其利用的是波长较短的微波．
2．红外线
(1)红外线是一种光波，波长比无线电波短，比可见光长．
(2)所有物体都发射红外线，热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强．
(3)红外线的应用主要有红外遥感技术和红外体温计．
3．可见光
可见光的波长在400～760 nm之间．
4．紫外线
(1)波长范围在5～370 nm之间，不能引起人的视觉．
(2)具有较高的能量，应用于灭菌消毒，具有较强的荧光效应，用来激发荧光物质发光．
5．X射线和γ射线
(1)X射线波长比紫外线短，有很强的穿透本领，用来检查金属构件内部有无裂纹或气孔，医学上用于检查人体的内部器官．
(2)γ射线波长比X射线更短，具有很高的能量，穿透力更强，医学上用来治疗某些癌症，工业上也可用于探测金属构件内部是否有缺陷．
判断下列说法的正误．
(1)各种电磁波中最容易发生干涉和衍射现象的是γ射线．( × ) (2)红外线有显著的热效应，紫外线具有较高的能量．( √ )
(3)低温物体不能辐射红外线．( × )
(4)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．( × )
(5)可利用红外线的荧光效应辨别人民币的真伪．( × )
(6)X射线的穿透本领比γ射线更强．( × )
一、电磁波谱
基础夯实
1．(江苏启东中学高二检测)根据电磁波谱从下列选项中选出电磁波的范围相互交错重叠、且频率顺序由高到低排列的情况( )
A．伦琴射线、紫外线、可见光
B．伦琴射线、紫外线、红外线
C．紫外线、红外线、可见光
D．无线电波、红外线、紫外线
答案：A
2．在下列说法中符合实际的是( )
A．医院里常用X射线对病房和手术室消毒
B．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒
C．在人造卫星上对地球进行拍摄是利用紫外线有较好的分辨能力
D．在人造卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力
答案：BD
3．关于移动电话，下列说法正确的是( )
A．随身携带的移动电话(手机)内，只有无线电接收装置，没有无线电发射装置
B．随身携带的移动电话(手机)内，既有无线电接收装置，又有无线电发射装置
C．两个携带手机的人，可以不通过固定的基地台转接，相互通话
D．无线寻呼机(BP机)内只有无线电接收装置，没有无线电发射装置
答案：BD
解析：由于手机既能听到对方说话，又能说话让对方听到，因而既是发射装置又是接收装置，而寻呼机只能接收外来信号，不能向外发射，因而B、D对，但手机信号必须经过基地台处理转接才能收到，C错。
4．高原上人的皮肤黝黑的原因是( )
A．与高原上人的生活习惯有关
B．与高原上的风力过大有关
C．与高原上紫外线辐射过强有关
D．由遗传基因本身决定的
答案：C
解析：高原上的紫外线辐射比平原高很多，而紫外线对皮肤有生理作用，可使皮肤变黑而粗糙。
5．下列说法中正确的是( )
A．摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置
B．电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置
C．摄像机在1s内要传送25张画面
D．电视机接收的画面是连续的
答案：ABC
解析：通过摄像机摄到景物的光信号，再通过特殊装置(扫描)转变为电信号，在1s内要传送25张画面；电视机通过显像管将接收到的电信号再转变为光信号，最后还原为图像和景物，每秒要接收到25张画面，由于画面更换迅速和视觉暂留，我们感觉到的便是活动的图像，所以A、B、C正确。 6．一种电磁波入射到半径为1m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱的哪个区域( )
word 1 / 14 第3、4节电磁波谱电磁波的应用无线电波的发射、传播和接收
对应学生用书P44
电磁波谱 电磁波的应用
[自读教材·抓基础]
1．电磁波谱
按波长(或频率)的顺序把所有电磁波排列起来，称之为电磁波谱。按照波长从长到短依次排列为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。
2．不同电磁波的比较
1.在电磁波谱中波长由长到短的排列顺序为：无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。不同的电磁波，频率不同，特性不同，产生机理也不同。
2．要有效地发射电磁波必须具备两个条件：(1)开放电路，(2)足够高的振荡频率。
3．将要传递的信号加到载波上的过程叫调制，调制有调幅和调频两种。 word
2 / 14 波长、频率 特点 应用
无线电波
波长大于可见光
许多自然过程也辐射无线电波 广播和通讯，天体卫星研究
红外线 所有物体都会发射红外线，热物体的红外线辐射比冷物体强 红外线摄影
红外线遥感
可见光 复色光
波长
(红)――→大 小小 大(紫)
频率 太空黑暗天空明亮――→原因没有大气，天空蓝色――→原因短波散射，傍晚阳光红色――→原因短波吸收
紫外线 能量较高 灭菌消毒
促进人体对钙的吸收，利用荧光效应防伪
X射线 对生命物质有较强作用，过量会引起病变，穿透本领强 检查人体内部器官、零件内部缺陷
γ射线 能量很高，破坏生命物质 治疗疾病
探测金属部件内部缺陷
[跟随名师·解疑难]
1．电磁波的共性
(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。
2．电磁波的个性
(1)不同电磁波的频率或波长不同，表现出不同的特性，波长越长越容易产生干涉、衍射现象，波长越短穿透能力越强。
