第二节 让信息“飞”起来
设计说明 本节通过电磁波、波的特征两个部分呈现教学内容的。首先明确射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波、无线电波都是电磁波,并介绍电磁波的主要用途,特别是在通信领域的应用。接着介绍波的特征量:波长、频率和波速及它们之间的相互关系。强调可见光是波长范围从至的电磁波。强调电磁波的速度等于光速。最后以表格的形式介绍了各种频率的电磁波在信息传播中的作用。为了降低难度,课本并没有介绍调频、调幅和数字传输。信息窗“电磁污染”是从另一个角度看电磁波,使学生了解科学技术是一把“双刃剑”。 在教学方法上,提倡学生主动参与、积极思考、勤于动手。例如,课前引导学生通过各种信息渠道,了解电磁波的存在和作用,培养学生阅读资料、收集证据、分析信息的能力和习惯。课后的小收音机制作可以分小组进行。电磁波的概念较为抽象,波长是新出现的物理量,教学中注意用机械波的横波为例,进行讲解。 教学目标 【知识与技能】 1.知道波长、频率和波速的关系,可以进行简单的计算。 2.知道光是电磁波。记住电磁波在真空中的传播速度。 3.了解电磁波在信息传播中的作用。 【过程与方法】 1.培养学生运用类比方法理解较难的物理知识的能力。 2.在学习波的特征的知识时,从对波形图的分析上入手,建立起频率、波长等概念。 【情感态度与价值观】 激发对科学的求知欲,激励主动探索与创新的意识。引导和培养学生仔细观察实验现象并尝试归纳现象的学习习惯,激发学生勇于探索的积极性。 重点难点 教学重点 电磁波的存在,电磁波在真空中的传播速度,波速、波长和频率之间的关系。 教学难点 电磁波的应用,波速一定时,频率与波长之间的关系。 教学方法 实验探究法、讲解法、讨论法、启发诱导、活动体验、控制变量法、对比法、归纳法。 教具、学具 计算机多媒体教学系统、教学课件、收音机、导线、电池、锉及自制教具等。 授课时数 1课时 教学过程 导入新课 教师展示PPT上的图片,并提出下列问题:手机是通过什么来实现自由通话的?我们收看电视、收听广播时又是如何接收到电视、广播信号的?今天就让我们一起学习《第二节 让信息“飞”起来》。 讲授新课 一、电磁波 1.自主学习: 自主阅读教材第181~182页 “电磁波” 的内容,独立思考并完成下列问题:生活中你知道哪些电磁波 电磁波有哪些应用 2.归纳总结: (1)电磁波的形式多种多样 ①射线、②X射线、③紫外线、④红外线、⑤微波、⑥无线电波、⑦可见光等都是电磁波。 (2)你们知道电磁波的应用吗 ①医学上用射线做脑手术,射线是放射性物质发出的电磁波,在医疗上用射线作为“手术刀”来切除肿瘤,叫做刀,有很好的治疗效果。 ②X射线在医学上、工业中有广泛的应用。医疗上透视人体,用X光片判断是否骨折,做胸透、CT、磁共振,工业上金属探伤等。 ③用紫外线杀菌。特性:主要作用是化学作用,还有很强的荧光效应,杀菌消毒作用。应用:医院里病房和手术室的消毒;治疗皮肤病;照明和诱杀害虫的日光灯、黑光灯。 ④红外线。a.遥控器。生活中的电视机、空调遥控器发射的都是红外线。b.红外线加热。这种加热方式优点是能使物体内部发热,加热效率高,效果好。 ⑤电磁波在通信领域大显身手。无线电波在生活中、生产中、军事上都有应用。生活中:电视机、收音机等。生产中:远距离生产调度用电台等。军事上:雷达等。 二、波的特征 1.实验探究:电磁波的产生 (1)实验目的:探测电磁波的产生。 (2)实验器材:收音机、电池、导线、锉。 (3)实验步骤 ①打开收音机,转动调谐旋钮,调至没有电台的位置。 ②将导线一端接在干电池的负极,另一端时断时续地与电池的正极接触。 ③注意倾听收音机里与导线接触或离开正极瞬间同步的“喀喀”声。 (4)实验现象:收音机发出“喀喀”声。 2.观看视频:电磁波是怎样产生的? 师生总结:导线中有迅速变化的电流能在周围产生电磁波。 3.自主学习: 自主阅读教材第182~183页 “波的特征” 的内容,独立思考并完成下列问题:电磁波有何特征呢?用什么来描述电磁波的特征?什么叫做电磁波的波长、频率?电磁波的波长λ、频率,波速c之间的关系是怎样的? 4.归纳总结: 电磁波是一种波。在物理学中,常用波速、波长和频率来描述波的特征。 (1)波速:波传播的快慢称为波速。 电磁波不同于声波,它能在真空中传播(即电磁波的传播不需要介质)。在真空中传播的速度等于光速,即=。空气中的光速接近于真空中的光速。 (2)波长:波长是相邻两个波峰(或波谷)间的距离。用字母表示。波长的国际单位制中单位是。 (3)频率:表示波周期性变化的次数与时间之比。即在内,出现的波峰数(或波长数)。用符号表示。 国际单位制中,频率的单位是赫兹(Hz),简称赫。 常用的频率单位有千赫(kHz)和兆赫(MHz)。 :中国教*#育^&出版%网] [来源:中% 频率越高,每秒振动的次数越多。 (4)波速、波长、频率 设电磁波的波长λ、频率,那么根据波长和频率的定义,有 c:波速,真空或空气中为 :频率,单位: :波长,单位: (5)在真空中,电磁波的波速一定,所以电磁波的波长和频率互成反比关系,频率越低,波长越长,反之,频率越高,波长越短。 说明: ①电磁波不同于声波。电磁波可以在介质中传播,也可以在真空中传播;声波只能在介质中传播,不能在真空中传播。[来%源@:#&中教网*] ②根据电磁波的波长人们把电磁波分为长波、中波、中短波、短波、米波和微波,这些波在不同的领域都有着各自的应用。用于通信的电磁波的主要范围及用途: 电磁波谱频率范围/Hz波长范围λ/m用途长波30 000~3 000越洋长距离通信和导航中波3 000~200无线电广播中短波200~50电报通信短波50~10无线电广播、电报通信米波10~1调频无线电广播微波1~0.001电视、雷达、无线电导航及其他专门用途
5.信息窗 电磁污染 电磁污染,已被认为是继大气污染、水质污染、噪声污染后的第四大公害。它是指天然的和人为的各种电磁波干扰和有害的电磁辐射。在充分享受电磁波带来方便的同时,人们也日渐感受到它的负面效应:当电磁辐射达到一定强度时,会导致控制系统和信息传输系统的失控,也会引起头疼、失眠、记忆衰退等不适症状。 课堂小结 当堂达标 1.下面几种波中,不属于电磁波的是( ) A.微波 B.无线电波 C.光波 D.声波 答案:D 2.电磁波的应用非常广泛,医生用到了__________和__________;电视机、空调设备的遥控器都是利用__________进行遥控。 答案:射线 Х射线 红外线 3.下列说法中正确的是( ) A.频率越高的电磁波,传播速度越大 B.波长越长的电磁波,传播速度越大 C.波长和频率均不同的电磁波,其传播速度不同 D.频率不同的电磁波,在真空中的传播速度都等于光速 答案:D 4.甲、乙两电磁波,甲的波长较短,则甲的频率__________(选填“较小”或“较大”)。 答案:较大 5.我国1~12电视频道的波长范围是,那么它们频率的范围应是__________~__________。 答案:53 219 6.水波在1秒内传播的波形如图所示,若OA的距离是,则下列说法中错误的是( ) A.水波的波长为 B.水波的频率是 C.水波的波速是 D.水波的波速是 答案:D 板书设计 第二节 让信息“飞”起来 一、电磁波 电磁波包括γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、微波和无线电波等。 二、波的特征 描述波的特征量有波速、波长和频率。 1.波速(c): 波传播的快慢叫波速,电磁波传播的速度等于光速,即c。 2.波长(): 相邻两个波峰(或波谷)间的距离,如图所示。 单位:m 3.频率(): 波周期性变化的次数与时间之比。 单位:Hz、kHz、MHz 换算关系:。 4.波长、波速与频率的关系: 数学表达式:。 说明:电磁波的波速一定,电磁波的频率与波长互成反比关系。