苏科版九年级物理第十七章第二节电磁波及其传播

第十七章电磁波与现代通信
第二节电磁波及其传播
[设计意图]
本节由“波的基本特征”“了解电磁波”和“电磁波谱”三部份组成，内容抽象性较强，学生在这方面的知识相对欠缺。不易理解。故开始用一些有形的“机械波”引导学生认识波的基本特征，在此基础上，归纳出波的特征物理量。建立频率与周期的关系，得出波长、频率与波速的关系式。
“了解电磁波”分二个部分：验证电磁波的存在和探究电磁波的特性。以开展学生活动为主。让学生在实验中获取知识。
“电磁波谱”的教学从阅读图表入手，重点了解各波段电磁波的应用，使学生体会科学为人类生活服务。
[教学目标]
1.知识与技能：
⑴认识波的基本特征，知道波能够传播周期性变化的运动形态、能量、以及信息。
⑵了解振动的振幅、周期与频率，波长与波速的物理意义，知道它们是描述波的性质的物理量，知道波长，频率与波速的关系。
⑶了解电磁波的意义，体验电磁波的存在。了解电磁波可以在真空中传播的特性，知道电磁波在真空中传播的速度。了解电磁屏蔽。
⑷知道电磁波谱，了解电磁波的应用及其对人类生活和社会生活发展的影响。
2.过程与方法：
⑴实验观察。在观察演示实验的现象的基础上，归纳出波的基本特征；了解电磁波的存在；电磁屏蔽等现象。
⑵阅读（或陈述）了解。对波的周期、频率，电磁波的意义及电磁波谱等物理知识采用阅读的方法获取。
⑶图像意义分析。在学习波的特征的知识时，从对波形图的分析上入手，建立起振幅、波长等概念。
3.情感、态度、价值观：
引发学生对波动现象的好奇心。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。
在学习麦克斯韦、赫兹对电磁波研究的贡献中，体会理论研究和实验探索对物理学发展的重要性。
对“科学技术是一把双刃剑”，电磁波在被广泛应用，对人类作出巨大贡献的同时也存在着副作用——会产生电磁污染的现象引起关注。同时也是进行辩证法教育，让学生学会全面观察和看待问题。
[教学重、难点]
“了解电磁波”并知道电磁波的存在及其特性是本节的重点。
波的基本形态和特征的教学是本节的难点。
[教具和学具]
1.电动小汽车，线控电动小汽车，遥控电动小汽车各一辆。
2. 细麻绳一根，纵波演示仪一架。长橡筋绳（或用松紧带代替）若干根。
3. 大玻璃水槽一只，细竹竿一根。
4. 收音机一架，电池一节，电线一小段。
5. 电吹风一只，电视机一台。
6. 真空罩，抽气机一只，双频手机两只。
7. 纸盒、塑料盒、铁盒（或其他金属盒）各一只。
[课前准备] 收集、查阅有关电磁波的产生，传播，电磁波谱，电磁波的应用介绍。电磁污染等有关资料。
[教学过程]
教学阶段与时间分配 教师主导 学生主体 点评
一、引入新课（3分钟） 同学们，老师这里有三辆电动小汽车，现在老师分别开一下，请同学们进行观察，对比后说出它们的特点。开动第一辆普通电池小汽车。开动第二辆线操纵电动小汽车。开动第三辆遥控电动小汽车。引导：同学们说得很好，这说明我们可以用电磁波实现信息的传递。从而操纵小汽车。大到宇宙飞船也是用电磁波来进行操纵的。今天我们要学习的就是第二节电磁波及其传播版书标题：二、电磁波及其传播 认真观察实验，对三辆小汽车的运动，进行对比。讨论后回答：第一辆 无法对行驶过程进行操纵。第二辆 虽然可以操纵，但操纵距离很短。活动范围很小。第三辆 可以远距离操纵。活动范围很大。举例，各种利用电磁波进行工作的生活用品，家用电器。 让学生体会无线电（电磁波）可以传递信息。且传递距离远。培养学生观察和对比的能力。
二、进行新课（32分钟）了解波的特点：了解波的特征物理量。[]第一课时结束以下为第二课时了解电磁波了解电磁波谱。 波的基本特征：观察以下现象：1.水波.（演示，实物投影）问:哪儿是波源 它在怎样运动？水波看上去有什么特点？2.演示：绳子抖动时形成的波问：看到了什么现象？再利用课件播放视频，使学生能对现象有个长时间的再现。找一找这二个波的共同点？（版书）1.凹凸相间，向外传播[]3.演示：悬挂着的弹簧受到撞击显示的情形（或视频）问题：这个波的特点是什么相间？好，我们再仔细的看一段课件。找出这种二种波的共同特征来。（视频：横波和纵波的课件）播放波形图的课件。介绍波形图，引出波的特征物理量：（定义、字母、单位、）设问：波源振动的平衡位置在哪里？图中所示振动的振幅是多大？1.振幅：（A）表示振源偏离平衡位置的最大距离。单位：米（m）2.周期：（T）振源振动一次所需要的时间单位：秒（s）布置小实验3.频率：（f）波源每秒内振动的次数。单位：赫兹（Hz）导出周期与频率的关系式：f=1/ T5.波长：（λ）波在一个周期内传播的距离。单位：米（m）指导学生从图形上认识波长。6.波速：（v）波传播的速度。单位：米/秒（m/s）波速的公式：v=λ/ T 或v =λf练习：有一列波的频率是200Hz,波长为0.4m，这列波的传播速度是多大？（二）了解电磁波播放电磁波被预言和被证实的资料。1.介绍：1864年麦克斯韦建立了电磁场理论，预言了电磁波的存在。1888年赫兹第一次用实验证实了电磁波的存在。电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。2.活动：验证电磁波的存在实验一：在打开的电视机前方接通电吹风电源，观察到什么现象。实验二：⑴打开收音机的开关，将旋钮调到没有电台的位置，并将音量开大。⑵取一节旧的干电池和一根导线，靠近收音机。将导线的一端与电池的一极相连，再用导线的另一端与电池的另一极时断时续地接触。⑶你从收音机里听到了什么？这是为什么？电磁波速：例题：中央电视台第一套节目的波长为5.71m,频率为52.5MHz.试求电磁波的传播速度（1MHz=106Hz）介绍：根据麦克斯韦电磁场理论，光波属于电磁波。引导：我们知道了我们周围存在着大量的电磁波，那么这些电磁波有些什么特点呢？将学生的疑问写在黑板上。1.电磁波能在真空中传播吗？2.电磁波能被阻挡（屏蔽）吗？针对学生的疑问引导其设计实验验证。针对同学们的设计开展实验。1.和2.结论：[]⑴电磁波能在真空中传播。⑵金属容器能屏蔽电磁波。设问：为什么在建筑物中或在电梯中，手机信号有时很不好呢？转承语：刚才我们说过电磁波的速度和光速一样，还说了光波其实就是电磁波。那还有哪些也属于电磁波电磁波谱：指导学生看书：69页图17-17电磁波谱，了解：各谱段的名称，和对应的频率波长情况。和电磁波的应用。师生互动：适当介绍电磁波的一些应用。介绍：电磁污染。见附件《电磁波的危害》 在教师的引导下，进行有目的的观察，答：中心的竹竿，它在做原地上下振动凹凸相间，向外扩散。小实验：在桌面上来回快速抖动长橡筋绳，观察波的形态及传播。答：抖动形成的凸起迅速的传到另一端。观察课件的图像回答感想：[]学生回答：1.凹凸相间，向外传播学生观察后回答。疏密相间，向另一端传播。都是传递周期性变化的运动形态。结合图形进行理解性记忆。学生回答：波形图中的平衡位置图中振动的振幅是……“我”抖动橡筋是振幅大约是……进行小实验：利用手表计时，记录自己抖动橡筋二十次所需的时间。算出周期。利用上面所算的周期再算出频率。从课件图中读出该波的波长。答：v =λf =0.4m×200Hz=80m/s观看有关麦克斯韦和赫兹的图片及资料。观看电磁波的图片资料。答：观察到电视画面出现雪花通过思考，得出变化的电流能产生电磁波的结论。解：v =λf =5.71×52.5×106m/x≈3.0×108m/s.总结:电磁波速为3.0×108m/s.与光速是相同的。猜想与疑问：1.电磁波能在真空中传播吗？2.电磁波能被阻挡（屏蔽）吗？针对问题进行实验设计：设计1：把手机放在真空罩子里，看手机能不能接收到信号。2.同理，放在不同的盒子里，看能不能接收到信号。观察实验现象，得出结论。1.电磁波能在真空中传播，（或电磁波传播不需要介质）2．金属容器能屏蔽电磁波。了解各谱段的名称。了解各谱段的频率波长的依次变化情况。针对示意图了解各谱段的电磁波的应用。学生展示汇报收集的资料通过收集的资料举例举例。学生阅读书后信息库 指导学生学会观察，知道观察的对象，对多个实验观察结果的共同点进行总结，训练语言描述能力。在给出了横波特点的基础之上，再引导学生认识纵波。引导学生：对质点运动的平衡位置引起关注，对位移的最大位置产生直觉引导学生关注图形在物理学中的意义。培养学生识图的能力。熟悉计算方法。。通过物理学史，渗透思想教育发展空间想象力对疑问的提出和实验方案的设计，老师给予适当的点拨。[]从生活走向物理，从物理走向社会。
结束新课 课堂小结：略布置作业：评价手册九下第52页至54页 课堂完成过程评价。课后完成巩固练习
[教学资源] 九下教学参考光盘中教学资源。
[课时安排]：
本节内容可以安排2课时讲授。
第一课时：波的基本特征。
第二课时：了解电磁波、电磁波谱。
[教学评析]
本节内容抽象性强，在教学中，努力通过一些活动让学生去理解所学知识，使学习不会觉得枯燥。教学中运用了各种手段，注意教学手段的实施与教学目的之间的配合非常重要。使得各种教学手段能发挥最大的效能。
本节课对学生的观察，归纳，理解能力的要求都较高，老师要做必要的铺垫工作，才能使学生顺利向着学习的方向开展思维。