物理：《电磁波的发射、传播和接收》教案（鲁科版选修3-4）

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电磁波的发射、传播和接收
一、《课标》要求
对本节的要求是比较低的“了解”层次。做好赫兹实验使学生了解电磁波的发射，不同波长的电磁波的传播特点是很有用的常识，应该了解。电磁波的接收重在其物理过程，学生可做常识性了解。
二、教学方法和设想
采用教师传授学生自主学习与同学讨论交流相结合的教学方法,注重过程与方法,做好模仿赫兹实验的实验,大部分内容可让学生自主学习,有难点则可通过讨论交流及教师点拨及时来突破。
三．教学目标
1. 知识与技能
(1) 了解赫兹实验及其意义。
(2) 了解开放电路和实际发射电磁波的过程。
(3) 知道电磁波的三种传播方式及其特点。
(4) 了解电磁波的接收原理和过程。
2.过程与方法
(1)通过对赫兹实验的过程与分析和阅读“资料活页”,体会解决问题,应抓住关键，并善于类推和联想。
(2)通过“讨论与交流”，学会及时应用所学知识解释相关问题。
3.情感.态度.与价值观
(1)通过观察实验，体验赫兹成功的喜悦。
(2)体会“心动不如行动”。
(3)通过马可尼.波波夫的成功,感悟科学是人类创造发明的基础,体会科学只有融入技术中才能真正造福人类。
四.教学重点
1.电磁波有效发射的条件，调制的含义及调制方式。
2.无线电波的传播方式及其应用。
3.无线电波接收原理。
五.教学难点
1.无线电波调制的含义和方式的区别。
2.“电谐振”概念的形成。
六.实验器材
四根铜管、感应圈、发光二极管、支架等。
七.教学过程
1.新课引入：
引导:科学(麦克斯韦电磁场理论)转化为生产力通过“技术”这个环节，重温赫兹发现电磁波的过程。
启发:从共鸣现象-------到电磁波的共鸣 -------捕捉电磁波[来源:21世纪教育网]
模仿：赫兹实验，请学生观察
(1)接收器上的发光二极管在什么情况下才会亮。
(2)接收处于不同位置,发光二极管的的亮度如何变化。
提示：(1)发射端两小球间产生火花放电时接收器上的发光二极管才会亮。
(2)接收器慢慢远离发射器时,在一定距离内发光二极管亮度不明显,但超过一定距离后,发光二极管明显变暗,甚至熄灭,当接收器与发射器平行放置慢慢转过一定角度时,发光二极管的亮度随之变暗, 甚至熄灭。[21世纪教育网
感想：让学生回答。
引深：此实验的“一箭双雕”：一是验证电磁波的存在；二是说明光是一种电磁波。
2. 电磁波的发射
提问引入：LC振荡电路能否有效发射电磁波？
(1) 有效发射电磁波的条件：
要有足够高的振荡频率(频率越高单位时间内辐射出去的电磁波能量,与振荡频率的四次方成正比)；
提问：怎样提高发射频率？
提示相关公式： f= C=
要使振荡电路的电场和磁场分散到尽可能大的空间(开放电路)；
观察：课本图3-3-4 开放电路。
课本图3-3-5 无线电波的发射示意图
（2）调制:将需要传输的信息转换成电信号“加载”在高频振荡电流上,这个过程叫调制。
（3）调制方式：
A.调幅(AM):振幅随低频传输信号的变化而变化。
B调频(FM):频率随低频传输信号的变化而变化。
通过以下两组图象理解
调幅 调频
提问：为什么要进行调制？（请学生阅读课本内容后回答）
3.电磁波的传播
学生阅读：
不同波段电磁波传播的方式及其应用
波段 波长 频率 传播方式 主要用途
长波 30 000 m~3 000 m 10 kHz~100 kHz 地波 超远程无线通讯和导航
中波 3 000 m~200 m 100 kHz~1 500 kHz 地波和天波21世纪教育网 调幅（AM）无线电广播、电报、通信
中短波 200 m~50 m 1500 kHz~6 000 kHz[来源:21世纪教育网]
短波 50 m~10 m 6MHz~30 MHz 天波
微波 米波 10 m~1 m 30MHz~300MHz 近似直线传播 调频（FM）无线电广播、电视、导航
分米波 1 m~0.1 m 300 MHz~3 000 MHz 直线传播 电视、雷达、导航
厘米波 10 cm~1 cm 3 000 MHz~30 000 MHz
毫米波 10 mm~1 mm 30000MHz~300 000 MHz
无线电波的传播方式：天波、地波、和直线传播
利用大气中的电离层的反射来传播无线电波的方式叫天波。
沿地球表面传播无线电波的方式叫地波。
沿直线传播无线电波的方式叫直线传播
回答以下问题：
(1)无线电波的波长范围？
(2)无线电波的传播方式？各有何特点？
（3）同步地球通讯卫星的作用？为什么说：“合理设置三颗同步通信卫星，其信号就几乎可以覆盖全球”？
提示：地球的半径为6400km，同步卫星的高度大约为36000km。
讨论与交流：微波为什么采用直线的传播的方式？它有哪些运用？
整理无线电传播的知识（学生总结）
4、无线电波的接收
介绍：电磁波接收原理
在空间传播的电磁波如果遇到导体，就会在导体中产生微弱的感应电流，感应电流的频率跟激起它的电磁波的频率相同。
提问：由于周围空间弥漫着许多不同频率的电磁波，从中怎样把需要的选出来？
(1)选台原理:类似共振
(2)调谐:当接收电路的频率被调到与需要接收的电磁波的频率相同时,这个频率的电磁波就在接收电路里,激起最强的振荡电流,这个过程叫调谐。
(3)检波：从高频振荡电流中检出它所携带的低频信号电流的过程。
让学生说感想！
目的：（1）体验赫兹成功的喜悦及对科学追求的精神和信念。
（2）马可尼的成就及科学的承上启下作用。
（3）科学与技术的关系。
6、课堂练习
（1）要减小发射电磁波的周期，下列办法中正确的是( )
A.减少线圈的匝数 B.抽出线圈中的磁芯
C.降低电容器的充电电压 D.减小电容器的电容
（2）某电磁波从真空进入介质中后，发生变化的物理量有( )
A.波长与频率 B.波长和波速
C.频率与波速 D.频率和能量
（3）第一位预言电磁波存在的科学家是 ；在真空中传播的电磁波都具有相同的 ；我国无线电广播中波波段的频率范围是535kHz～1605kHz，则对应的波长范围为 .
8、板书设计
w.w.w.k.s.5.u.c.o.m
www.
电磁波的发射、传播和接收
1、电磁波的发射
（1）有效发射条件：
eq \o\ac(○,1)要有足够高的频率
eq \o\ac(○,2)开放电路
（2）调制
eq \o\ac(○,1)调幅
eq \o\ac(○,2)调频
2、电磁波的传播
（1）天波
（2）地波
（3）直线传播
3、无线电波的接收
（1）调谐
（2）检波
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