10.1神奇的电磁波
【学习目标】
1. 知道电磁波的产生。
2. 知道电磁波怎样传播,知道波长、频率和波速,知道电磁波在真空中传播的速度。
3. 了解电磁波的应用及其对人类生活和社会发展的影响。
展的影响。
【教学重难点】
重点:电磁波的产生和传播
难点:电磁波的波长、波速和频率的关系
【教学方法】
讲解法,集体讨论法。
【教学过程】
新课导入:
生活中我们收听广播、看电视节目,广播中的声音怎么能从很远的地方传到这里呢?看到的电视节目的图像是怎么从荧屏上得到的呢?从疑问中导入课题电磁波。
新课讲授:
知识点1:认识电磁波
探究点一 电磁波是怎么样产生的
活动 1:我们前面提到过水波、声波。用实验来说明什么是水波、声波。
实验 1:手持木棍,让木棍下端接触水槽水面上,水面上有一圈一圈凸凹相间的状态从木棍接触水面处向外传播,形成水波。
实验 2:两个音叉并排放置,并离得很近,敲击其中一个音叉,和另一个音叉接触的小球被弹起。音叉振动时,在空气中会有疏密相间的状态向外传播,形成声波。声波看不见,摸不到,但声波传到我们的耳朵,会引起鼓膜振动,使我们产生听觉。
活动 2:看完以上两个实验,那么思考电磁波是怎样产生的?请看看演示。打开收音机的开关,将调谐旋钮旋至没有电台的位置,将音量开大,取一节干电池和一截导线,拿到收音机附近,先将导线的一端与电池的负极相连,再将导线的另一端与电池的正极相摩擦,它们时断时续地接触,从收音机里听到什么?
知识点2:描述电磁波
探究点二 电磁波是怎么样传播的
活动 1:波是自然界普遍存在的现象。电磁波就是当导体中有快速变化的电流时,会向周围空间发射电磁波。我们知道声波的传播需要介质,那么电磁波的传播是否也需要介质?我们想想如何做实验才能知道电磁波传播是否也需要介质?请同学们设计实验探究。
(启发:回忆声音的传播需要介质的实验)
同学们交流、讨论后回答:
实验 1:把无线寻呼机放在塑料袋,再放入水槽中,打电话请寻呼台呼叫,寻呼机能够收到信号。这个实验说明,电磁波在液体中能够传播。
实验 2:把无线寻呼机放在密闭的木制的盒子
里,呼叫,能够收到信号。这个实验说明,电磁波在固体中能传播。
实验 3:把无线寻呼机放在真空罩中,呼叫,寻呼机能够收到信号。这个实验说明,电磁波在真空中能够传播。
活动 2:月球上没有空气,声音无法传播。但是电磁波能够在真空中传播,所以宇航员在月球上可以用电磁波来通信。大家看屏幕 (微机模拟不同形式的电磁波),观察到什么?
教师总结:凸凹相间说明有凸起部分和凹下部分,这样向上部分就形成像山峰似的浪尖,叫做波峰;向下部分就形成凹谷,叫做波谷。每上、下振动一次就形成一个波峰和波谷,若上、下振动若干次,那么这列水波就以波峰—波谷—波峰—波谷向外传播出去。相邻两个波峰 (或波谷) 间的距离是一定的,这个距离叫波长 (λ)。波在1秒内出现的波峰数 (或波谷数),叫做频率 (f)。电磁波频率的单位也是赫兹 (Hz),也可以用千赫 (kHz) 和兆赫(MHz)。
真空中电磁波的波速为 c,它等于波长λ和频率 f 的乘积:c=λf,c=2.99792458 × 108 m/s=3 ×105 km/s。λ:波长,单位:m;f:频率,单位:Hz;c:波速,真空或空气中为3 × 108 m/s
知识点3:电磁波谱
电磁波是个大家族,通常用于广播、电视和移动电话的频率为数百千赫至数百赫的那一部分,叫做无线电波。
日常生活中可以看到各种各样的天线,它们有的是发射电磁波的,有的是接收电磁波的,我们就生活在电磁波的海洋中。
课堂练习:
1.(2021秋 遵化市期末)下列关于波的说法正确的是( )
A.嫦娥五号在月球表面采集“月壤”的画面是通过电磁波传回地球的
B.红外测温仪接收到人体辐射的红外线是超声波
C.无线电波不能传播能量
D.电磁波的传播需要介质
答案:A
2.(2021 沂南县一模)北京时间2021年2月10日,我国首次火星探测任务“天问1号”实施近火捕获制动,成功进入火星引力捕获轨道,地面控制中心与“天问一号”之间进行信息传输通过( )
A.电磁波 B.红外线 C.超声波 D.次声波
答案:A
3.(2021秋 防城港月考)我国自主研发的空间站已投入使用,第二批宇航员已成功进入空间站,当宇航员出舱到太空执行任务时,要借助无线电设备才能进行通话,这是因为( )
A.无线电设备使用方便
B.太空环境过于复杂,噪声太大
C.太空是真空,不能传声
D.太空中的声速过快,无法听清楚
答案:C
4.(2021秋 河北月考)关于声和电磁波,下列说法正确的是( )
A.红外线是不可见光,不属于电磁波
B.人在唱歌时,歌声是由空气的振动产生的
C.在弦乐器中,长而粗的弦发声的音调低,绷紧的弦发声的音调高
D.利用声学仪器接收超声波可以判断地震的方位和强度
答案:C
课堂小结:
当导体中有______________的电流时,导体会向周围发射一种_______,这种波叫电磁波。
电磁波的频率等于每秒内电流振荡的次数。频率的单位是_______,简称_______,用Hz表示;常用单位还有_______和_______。
电磁波的波长等于两个______________之间的距离。.电磁波是向空间_______方向传播的,它传播的速度跟光速相同,在真空中是_______m/s。
电磁波是一个大家族,_______线、可见光、_______线、X射线、γ射线等,都是家族中的成员。
答案:迅速变化 波 赫兹 赫 兆赫 千赫
相邻波峰 各个 3×108 红外 紫外
作业布置:
【板书设计】
第一节神奇的电磁波
一、认识电磁波
1.功能:传播声音、文字和图像,进行远距离控制.
2.产生:变化的电流产生电磁波。
二、描述电磁波
1.频率:f,频率大达1014Hz.
2.波长:入,波源完成一次振动期间波传播的距离。
三、电磁波谱
1.按频率从大到小排列:y射线、X射线、紫外线、可见光、红外线、无线电波.
2.电磁波的波速:c=3.0×108 m/s。
3.波长、频率和波速的关系:c=Xf。
【课后反思】
电磁波是怎样传播的
(1)电磁波的传播不需要介质。
(2)不同波长的电磁波、不同频率的电磁波,在真空中传播速度是一定的。
(3)电磁波不但能传递信息,也能传递能量。
(4)电磁波是看不到的,但能接收到。
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