(共42张PPT)
10.1 神奇的电磁波
教科版 九年级下册
制作 高文超
教学目标
1.知识与技能
（1）知道在我们周围空间存在电磁波，知道电磁波有频率、波长和波速。
（2）知道光是一种电磁波，知道电磁波在真空中的速度，能用公式c=λ 计算电磁波的频率和波长。
（3）了解电磁波谱的组成，初步了解电磁波谱中各种电磁波的应用
教学目标
2.过程与方法
（1）通过“探测电磁波”的“动手做”，激发学生的学习兴趣。
（2）通过和水波、机械波类比的方法引出电磁波的概念。
（3）通过计算收音机中某电台的波长，并同收音机上的标度进行比较，来认识和使用电磁波的波速公式。
教学目标
3.情感、态度与价值观
（1）通过“探测电磁波”的“动手做”，激发学生学习兴趣。
（2）通过“勇气号”火星车发回的火星照片和电磁波谱中电磁波的应用，展示电磁波的应用价值。
（3）通过“探测电磁波”观察“收音机的刻度盘”，“计算中央人民广播电台的波长”等活动，培养学生将物理知识同实际应用紧密结合的意识和实事求是的科学态度。
教学目标
教学重点：
通过实验现象认识电磁波，以及了解电磁波谱中各种电磁波的应用。
教学难点：
对电磁波概念的理解和电磁波波速公式的运用。
新知导入
新知导入
2021年5月15日7时18分，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部着陆区。
新知导入
2021年5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星，祝融号火星车依次开展对着陆点全局成像、自检驶离着陆平台并开展巡视探测。
新知导入
2021年8月30日，我国“祝融号”火星车驶上火星表面100天，在着陆点以南方向累计行驶1064米。
新知讲解
“祝融号”通过什么媒介将图像从遥远的火星传回地面？为什么利用遥控器选择电视节目？又是谁将播音员的话语，动听的音乐送进我们的收音机的？
新知讲解
大家一定对电磁波（electromagnetic wave）这个名词有所见闻。
用收音机接收声音，用遥控器选择节目，科学家与“祝融号”的联系，都是通过电磁波进行的。电磁波能传播声音、文字和图像，还能进行各种远距离控制。那么，电磁波是如何产生的呢？
新知讲解
水波的形成
声波的形成
电磁波的形成
电磁波看不见（可见光除外）、摸不着，如何感知它的存在呢？
新知讲解
探测电磁波
打开收音机，转动调谐旋钮，调至没有电台的位置。如图所示，将导线一端接在干电池的负极，另一端时断时续地与干电池的正极接触。从收音机里可以听到导线接触或离开正极瞬间同步的“嚓嚓”声，那就是你发射的电磁波所引起的，有意思吧！
新知讲解
中央广播电视塔
5G信号基站
实际上，在教室里，在卧室中，存在着各种各样的电磁波。在各个广播电台发出的无线电广播电磁波，有电视台发出的电视信号电磁波，有手机通信的电磁波，还有各种电磁脉冲产生的有害电磁波
新知讲解
电磁波和声波、水波是一样的吗？
我们在“声”的学习中，用到了频率、声速等概念来描述声波。
认识了电磁波，我们或许也要关注它的频率和传播速度
新知讲解
与水波、声波相似，电磁波也有频率，是由波源振动的快慢决定的。比起我们周围的声音，通常电磁波的频率要大得多，可达到1014Hz，甚至更高。
从波源出发，声波、水波和电磁波会在空间中弥散开来。用图像来描述、它记录波的传播，也是一种有效的方法。
新知讲解
波的图像
新知讲解
波的图像
给在空间中传播的波“照个相”，可以看到波的形状不断重复的。波峰与波峰之间，或者波谷与波谷之间的最小间隔，就是波长（wavelength）。波长等于波源完成一次振动时间传播的距离。
新知讲解
抽出玻璃罩内的空气，我们就听不到钟罩中电铃发出的声音了，这就是因为声音传播需要介质。然而，“祝融号”却利用了电磁波，穿越空无一物的漫漫太空，与地面的科学家取得联系。也就是说，电磁波的传播时不需要介质的，它可以在真空中传播。这是电磁波不同于声波、水波的地方。
新知讲解
“太空授课”利用了电磁波，穿越空无一物的漫漫太空，与地面的学生互动。电磁波的传播时不需要介质的，它可以在真空中传播。
2021年12月9日神十三航天员在太空授课直播
新知讲解
观察 收音机的刻度盘
打开收音机，转动调谐旋钮，调到不同频率的位置，就会收听到不同电台的广播节目。观察收音机的刻度盘，你知道上面的数字的含义吗
再想想看，电视机的频道是怎么回事。
新知讲解
电磁波是个大家族，收音机的刻度盘上标示的只是电磁波家族的一小部分。红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，都是电磁波家族中的成员，只是它们各有不同的波长和频率范围。按电磁波频率的大小，我们可以给它们排排“家谱”，看看电磁波家族都有哪些成员。
新知讲解
按电磁波频率的大小，我们可以给它们排排“家谱”，看看电磁波家族成员。
波长
λ/nm 10-3 10-1 10 103 105 107 109 1011 1013
频率
/Hz 1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
新知讲解
在图中，波长的单位是纳米，符号是nm，1nm=10-9m。
波长
λ/nm 10-3 10-1 10 103 105 107 109 1011 1013
频率
/Hz 1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
新知讲解
在电磁波的大家族中，我们最熟悉的成员是可见光了，它在真空中以c=3.0×108m/s的速度传播。
波长
λ/nm 10-3 10-1 10 103 105 107 109 1011 1013
频率
/Hz 1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
新知讲解
可见光在真空中c=3.0×108m/s的速度传播。同样，所有的电磁波在真空中都以光速传播。
波长
λ/nm 10-3 10-1 10 103 105 107 109 1011 1013
频率
/Hz 1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
新知讲解
设电磁波的波长是λ，频率是 ，根据频率与波长的定义，有 c=λ
波长
λ/nm 10-3 10-1 10 103 105 107 109 1011 1013
频率
/Hz 1020 1018 1016 1014 1012 1010 108 106 104
新知讲解
打开收音机，将调谐旋钮转动到中央人民广播电台第一套节目，已知这套节目的发射频率为640kHz ，请根据c=λ 计算这套节目用来的发射信号的电磁波的波长，计算结果与收音机刻度盘上标出的波长数值一致吗？
新知讲解
新知讲解
在电磁波的大家族里，每个成员都有不同的能量和不同的频率范围，不同的特性和用途。
新知讲解
在电磁波的大家族里，每个成员都有不同的能量和不同的频率范围，不同的特性和用途。
新知讲解
在电磁波的大家族里，每个成员都有不同的能量和不同的频率范围，不同的特性和用途。
课堂练习
1.关于电磁波说法正确的是 （ ）
A.电磁波是物体振动产生的
B.电磁波是直流电产生的
C.电磁波是变化的电流产生的
D.电磁波是磁场产生的
C
课堂练习
2.下列关于电磁波说法正确的是 （ ）
A.电磁波和声波一样传播需要介质
B.电磁波传播不需要介质
C.电磁波的频率比声波频率低
D.电磁脉冲产生有益电磁波
B
课堂练习
3.下列说法错误的是 （ ）
A.电磁波是个大家族
B.红外线属于电磁波
C.可见光不是电磁波
D.X射线是电磁波
C
课堂练习
4.下列说法错误的是（ ）
A.电磁波的波速是相同的
B.电磁波具有能量
C.电磁波的波长越长，其频率越高
D.电磁波的频率不同，能量不同，应用不同
C
课堂练习
5.2021年12月9日，神州十三号航天员在太空给我国的中小学授课，说法正确的是 （ ）
A.王亚平授课声音是通过空气传播的
B.宇航员在太空舱中与地球一样可以行走
C.王亚平授课的声音是通过电磁波传播的
D.太空中的视频图像是通过超声波传播的
C
课堂总结
一、认识电磁波：电流的变化产生电磁波。我们周围空间充满各种电磁波。
二、描述电磁波：电磁波传播不需要介质。电磁波的频率，是由波源振动的快慢决定的。电磁波的频率比声波的频率大得多；波峰与波峰之间，或者波谷与波谷之间的最小间隔，就是波长。波长等于波源完成一次振动时间传播的距离。电磁波的在真空中波速相同c=3.0×108m/s。关系：c=λ
三、电磁波谱：电磁波是个大家族，收音机的刻度盘上标示的只是电磁波家族的一小部分。红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，都是电磁波家族中的成员，只是它们各有不同的波长和频率范围。
板书设计
一、认识电磁波：电流的变化产生电磁波。我们周围空间充满各种电磁波。
二、描述电磁波：电磁波传播不需要介质。电磁波的频率由波源振动的快慢决定。电磁波的频率比声波的频率大得多；波峰与波峰间，或波谷与波谷间的最小间隔是波长。波长等于波源完成一次振动时间传播的距离。电磁波的在真空中波速相同c=3.0×108m/s。c=λ
三、电磁波谱：电磁波是个大家族。红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，都是电磁波家族中的成员，只是它们各有不同的波长和频率范围。
作业布置
1.P24自我评价
2.家庭作业：
P24 家庭实验室 电磁波的屏蔽。
P24 物理在线 电磁波是怎样产生的
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课题 第十章 电磁波与信息技术
10.1 神奇的电磁波
教学目标:
1.知识与技能
（1）知道在我们周围空间存在电磁波，知道电磁波有频率、波长和波速。
（2）知道光是一种电磁波，知道电磁波在真空中的速度，能用公式c=λ 计算电磁波的频率和波长。
（3）了解电磁波谱的组成，初步了解电磁波谱中各种电磁波的应用。
2.过程与方法
（1）通过“探测电磁波”的“动手做”，激发学生的学习兴趣。
（2）通过和水波、机械波类比的方法引出电磁波的概念。
（3）通过计算收音机中某电台的波长，并同收音机上的标度进行比较，来认识和使用电磁波的波速公式。
3.情感态度与价值观
（1）通过“探测电磁波”的“动手做”，激发学生学习兴趣。
（2）通过“勇气号”火星车发回的火星照片和电磁波谱中电磁波的应用，展示电磁波的应用价值。
（3）通过“探测电磁波”观察“收音机的刻度盘”，“计算中央人民广播电台的波长”等活动，培养学生将物理知识同实际应用紧密结合的意识和实事求是的科学态度。
教学重点：
通过实验现象认识电磁波，以及了解电磁波谱中各种电磁波的应用。
教学难点：
对电磁波概念的理解和电磁波波速公式的运用。
教学用具：
两个手机、收音机、电源、开关、锉、导线等
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
播放视频文件，内容包括：人通过收音机收听广播节目；用遥控器打开电视机；电视塔向全国各地传递电视节目信号；通过手机与别人联系；“祝融号”火星探测器向地球发回图像信号……
教师：同学们，你们知道在这些现象中，人们是通过什么传递信号的吗？
学生观看视频，思考。
通过阅读教材，或者根据以往经验，得出答案：通过电磁波传递信号。
二、新课讲授，师生互动
（一）认识电磁波
教师根据学生的回答，作出总结并提问：在以上现象中，人们通过电磁波进行联系。那么，什么是电磁波呢？它跟我们接触过的水波、声波有什么相同的地方？又有什么不同呢？
教师：下面，就先让我们来认识，什么是电磁波。
拿出一个收音机、一根导线和一节电池。进行如教科书P20图 10 － 1 － 3 的实验，并让学生自己动手，“听一听”电磁波。实验中需注意：把收音机调至没有节目的位置。引导学生观察过程中的几个细节：什么时候，“听”到的电磁波信号最大？当导线与电池正极完全接触或者完全脱离时，电磁波信号如何？
教师：电磁波其实并不神秘，刚才我们通过收音机收听到的就是电磁波。通过刚才我们的观察，你发现有什么规律呢？
请一些学生进行回答。
教师总结：水波的形成，是因为波源位置的水面受到了扰动；声波的形成，是由于声源发生了振动。我们知道，电流周围存在磁场，如果电流发生了变化，它周围的磁场也会发生变化；而磁是能生电的……这样循环下去，就形成了波动，这就是电磁波。刚才的实验现象也清楚地告诉我们： 电流的变化，会激起电磁波。
动手做 探测电磁波
打开收音机，转动调谐旋钮，调至没有电台的位置。如图所示，将导线一端接在干电池的负极，另一端时断时续地与干电池的正极接触。从收音机里可以听到导线接触或离开正极瞬间同步的“嚓嚓”声，那就是你发射的电磁波所引起的，有意思吧！
实际上，在教室里，在卧室中，存在着各种各样的电磁波。在各个广播电台发出的无线电广播电磁波，有电视台发出的电视信号电磁波，有手机通信的电磁波，还有各种电磁脉冲产生的有
（二）描述电磁波
讨论、交流、回答
提问：这是水波的波动过程，当水面的这一点（波源）振动一个来回时，我们可以看到，整个波形向前移动了一定距离。物理上把这个距离称为“波长”，而把单位时间波源振动的次数称为“频率”，在声学的学习中，我们已经接触到了这些概念。那么电磁波也是一种波动，它的“波长”和“频率”是多少呢？
给在空间中传播的波“照个相”，可以看到波的形状不断重复的。波峰与波峰之间，或者波谷与波谷之间的最小间隔，就是波长（wavelength）。波长等于波源完成一次振动时间传播的距离。
抽出玻璃罩内的空气，我们就听不到钟罩中电铃发出的声音了，这就是因为声音传播需要介质。然而，“祝融号”却利用了电磁波，穿越空无一物的漫漫太空，与地面的科学家取得联系。也就是说，电磁波的传播时不需要介质的，它可以在真空中传播。这是电磁波不同于声波、水波的地方。
（三）电磁波谱
观察 收音机的刻度盘
打开收音机，转动调谐旋钮，调到不同频率的位置，就会收听到不同电台的广播节目。观察收音机的刻度盘，你知道上面的数字的含义吗
再想想看，电视机的频道是怎么回事。教师：带着这个问题，我们再来仔细观察我们手上的收音机。
展示手中的收音机，并引导学生观察外壳上标注的数字。
提问：这些数字表示的什么意思呢？
1.所有的波都具有波速、波长和频率，电磁波也一样，什么是电磁波的波速、波长和频率呢？
提出问题：生活中你知道哪些电磁波？
学生回答熟悉的电磁波，如：γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波等。
电磁波是个大家族，收音机的刻度盘上标示的只是电磁波家族的一小部分。红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，都是电磁波家族中的成员，只是它们各有不同的波长和频率范围。按电磁波频率的大小，我们可以给它们排排“家谱”，看看电磁波家族都有哪些成员。
在图中，波长的单位是纳米，符号是nm，1nm=10-9m。
在电磁波的大家族中，我们最熟悉的成员是可见光了，它在真空中以c=3.0×108m/s的速度传播。
同样，所有的电磁波在真空中都以光速传播。
2.设电磁波的波长是λ，频率是 ，根据频率与波长的定义，有 c=λ
讨论交流 计算波长
打开收音机，将调谐旋钮转动到中央人民广播电台第一套节目，已知这套节目的发射频率为640kHz ，请根据c=λ 计算这套节目用来的发射信号的电磁波的波长，计算结果与收音机刻度盘上标出的波长数值一致吗？
（五）例：某手机的频率为98MHz，求手机的波长是多少？
已知：波速c=3×108m/s，频率ν=98MHz=98×106Hz=9.8×107Hz
求：波长λ
解：∵c=λ
∴波长λ=。
答：手机的波长为3.0m。
电磁波是个大家族。在电磁波的大家族里，每个成员都有不同的能量和不同的频率范围，不同的特性和用途。
三、板书设计 整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1. 关于电磁波说法正确的是 （ ）
A.电磁波是物体振动产生的
B.电磁波是直流电产生的
C.电磁波是变化的电流产生的
D.电磁波是磁场产生的
2. 下列关于电磁波说法正确的是 （ ）
A.电磁波和声波一样传播需要介质
B.电磁波传播不需要介质
C.电磁波的频率比声波频率低
D.电磁脉冲产生有益电磁波
3. 下列说法错误的是 （ ）
A.电磁波是个大家族
B.红外线属于电磁波
C.可见光不是电磁波
D.X射线是电磁波
4. 下列说法错误的是（ ）
A.电磁波的波速是相同的
B.电磁波具有能量
C.电磁波的波长越长，其频率越高
D.电磁波的频率不同，能量不同，应用不同
5. 5.2021年12月9日，神州十三号航天员在太空给我国的中小学授课，说法正确的是 （ ）
A.王亚平授课声音是通过空气传播的
B.宇航员在太空舱中与地球一样可以行走
C.王亚平授课的声音是通过电磁波传播的
D.太空中的视频图像是通过超声波传播的
参考答案：1.C；2.B；3.C；4.C；5.C。
五、作业 P24 自我评价
实践活动
根据教材的“家庭实验室”，通过制造“干扰信号”，进一步理解电磁波的本质。注意，“干扰信号”太强，以免对电视机产生不良影响。
教学反思
电磁波概念对于初中学生来说，较为抽象，课程标准对于此部分内容的知识要求并不高。教学中，可以利用前面所学声波和学生日常所见的水波进行类比，使概念的形成较为顺畅。本节课的学生动手活动并不多，而涉及到的新概念“波长”并不属于初中阶段物理教学的重点概念，因此在此如果放手让学生推导 c 与 f、 λ 的关系，在帮助学生理解三者关系的同时，也有助于提高学生的理论推导能力，进一步完善自身的概念结构。
神奇的电磁波
电磁波谱
γ射线
Χ射线
紫外线
可见光
红外线
微波
无线电波
↑频率增大，波长减小
紫
红
↓频率减小，波长增大
认识电磁波：变化的电流产生电磁波。
计算公式：波速=波长×波速 c=λ , 波速==3×108m/s；
电磁波具有能量。不同电磁波具有不同能量和频率，具有不同物理特性和用途
描述电磁波：频率、波长、波速。
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课题 第十章 电磁波与信息技术
10.1 神奇的电磁波
导学目标:
（1）知道在我们周围空间存在电磁波，知道电磁波有频率、波长和波速。
（2）知道光是一种电磁波，知道电磁波在真空中的速度，能用公式c=λ 计算电磁波的频率和波长。
（3）了解电磁波谱的组成，初步了解电磁波谱中各种电磁波的应用
重点： 经历观察实验的过程，应用分子动理论解释某些生活、生产以及自然现象中的实例。
难点： 从某些宏观热现象中推断出微观本质
导学方法：实验探究法、讨论法
课 时：1课时
导学过程
课前导学
1．认识电磁波：电流的 产生电磁波。我们周围空间 各种电磁波。
2.电磁波传播 需要介质，在真空中 传播。电磁波的频率，是由波源振动的 决定的。电磁波的频率比声波的频率 得多；波峰与波峰之间，或者波谷与波谷之间的 间隔，就是波长。波长等于波源完成一次振动时间传播的 。电磁波的在真空中波速 。
电磁波波速c=3.0×108 。关系：用λ表示 ，用 表示 ，波速c= 。
3.电磁波是个大 ，收音机的刻度盘上标示的只是电磁波家族的一小部分。红外线、 、紫外线、 射线、γ射线等，都是电磁波家族中的 ，只是它们各有不同的 和频率范围。
课堂导学
一、认识电磁波
1．认识电磁波：电流的 产生电磁波。我们周围空间 各种电磁波。有各个广播电台发出的无线电广播 ，有电视台发出的载有电视信号的 ，有手机通信的 ，还有各种电磁脉冲产生的有害 。
二、描述电磁波
2.电磁波传播 需要介质，在真空中 传播。电磁波的频率，是由波源振动的 决定的。电磁波的频率比声波的频率 得多；波峰与波峰之间，或者波谷与波谷之间的 间隔，就是波长。波长等于波源完成一次振动时间传播的 。电磁波的在真空中波速 。
电磁波波速c=3.0×108 。关系：用λ表示 ，用 表示 ，波速c= 。
三、电磁波谱
3.电磁波是个大 ，收音机的刻度盘上标示的只是电磁波家族的一小部分。红外线、 、紫外线、 射线、γ射线等，都是电磁波家族中的 ，只是它们各有不同的 和频率范围。
4.电磁波具有 。不同的电磁波具有不同 的和不同的频率范围，它们不同的物理 和 各异。
教师引导、学生归纳小结
课堂练习
1. 关于电磁波说法正确的是 （ ）
A.电磁波是物体振动产生的
B.电磁波是直流电产生的
C.电磁波是变化的电流产生的
D.电磁波是磁场产生的
2. 下列关于电磁波说法正确的是 （ ）
A.电磁波和声波一样传播需要介质
B.电磁波传播不需要介质
C.电磁波的频率比声波频率低
D.电磁脉冲产生有益电磁波
3. 下列说法错误的是 （ ）
A.电磁波是个大家族
B.红外线属于电磁波
C.可见光不是电磁波
D.X射线是电磁波
4. 下列说法错误的是（ ）
A.电磁波的波速是相同的
B.电磁波具有能量
C.电磁波的波长越长，其频率越高
D.电磁波的频率不同，能量不同，应用不同
5. 5.2021年12月9日，神州十三号航天员在太空给我国的中小学授课，说法正确的是 （ ）
A.王亚平授课声音是通过空气传播的
B.宇航员在太空舱中与地球一样可以行走
C.王亚平授课的声音是通过电磁波传播的
D.太空中的视频图像是通过超声波传播的
课后练习
课后反思
参考答案：
课前导学
1.变化、充满。2.、不、可以、快慢、大、最小、距离、相同、m/s、波长、频率、λ 。3.家族、可见光、X、成员、波长。
课堂导学
1.变化、充满、电磁波、电磁波、电磁波、电磁波。2.、不、可以、快慢、大、最小、距离、相同、m/s、波长、频率、λ 。3.家族、可见光、X、成员、波长。4.能量、能量、特性、用途。
课堂练习
1. C；2.B；3.C；4.C；5.C。
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