教科版九年级物理第十章电磁波与信息技术 教案Word下载.docx

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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？

合作探究

探究点一认识电磁波

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？

活动：

阅读课本P20，做“动手做：

探测电磁波”。

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？

学生参与此实验，动手操作，并考虑教师提出要注意的几个细节。

学生讨论，并得出一个粗浅认识：

当导线刚刚接触或者刚刚脱离电池正极的时刻，电磁波信号最大。

学生对教师的总结提出自身疑问，请教师解答。

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。

解答学生的疑问。

探究点二描述电磁波

提问：

电磁波和声波、水波是一样的吗？

展示水面的波动过程，以及简约的波动图像。

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。

声波、水波传播都需要介质，那么电磁波的传播需要介质吗？

引导：

“勇气号”可以利用电磁波，穿越空无一物的漫漫太空，与地面科学家取得联系。

也就是说，电磁波的传播是不需要介质的，它可以在真空中传播。

这是电磁波不同于声波、水波的地方。

探究点三电磁波谱

那么电磁波的“波长”和“频率”是多少呢？

学生思考,阅读教科书内容并讨论。

老师：

带着这个问题：

我们再来仔细观察我们手上的收音机。

活动1：

阅读课本P22，做“观察：

收音机的刻度盘”。

展示手中的收音机，并引导学生观察外壳上标注的数字。

这些数字表示的什么意思呢？

由此，大家想想，祖上的频道是怎么回事呢？

学生回答：

各个频道的电磁波频率也不一样。

根据频率划分，你知道吗，电磁波是一个庞大的家族。

学生观察光谱图并思考。

展示电磁波谱（教材图10－1－6）、可见光光谱。

这是电磁波的家谱。

根据频率，也就是单位时间内振动次数的多少。

γ射线每秒钟振动10的20次方次，是老大；

X射线每秒钟振动10的18次方次；

紫外线每秒钟振动次数是10的16次方。

我们日常接触的可见光也属于电磁波，它每秒的振动次数大约10的15次方到14次方之间。

而用来传递广播、电视信号的电磁波我们常称为“无线电波”，它们每秒振动1011到104次，甚至更少……

（引导学生与声波类比），在空气中，无线电波的传播速度一样吗？

一样。

（引导学生与可见光波类比，以求外延至电磁波）蓝光、红光、紫光，它们在真空中的传播速度是一样的吗？

可见光是电磁波的一种，不同颜色的光频率不同，但是它们在真空中的传播速度是一样的。

而频率与可见光不同的其他电磁波，它们在真空中的传播速度也和各种颜色的光一样，以c＝3.0×

105km/s的速度传播。

在前面，我们提到了“波长”的概念、“频率”的概念，现在又知道了波的传播速度，根据它们的具体意义，大家能够分析出它们三者的关系吗？

根据学生的回答，总结出c＝fλ，并说明其中的含义。

可以顺便指出，这个式子不仅对电磁波是适用的，对所有的波动，如声波、水波等等，都是适用的。

活动2：

阅读课本P23，做“讨论交流：

计算波长”。

转动调谐按钮，并收听中央人民广播电台，已知这套节目的发射频率为640kHz。

请根据c＝fλ计算这套节目用来发射信号的电磁波的波长。

你的计算结果与收音机刻度盘上标出的波长数值一致吗？

板书设计

2.电磁波的应用

1.电磁波在信息方面的应用

知道电磁波可以携带信息，也可以帮助人们获得信息；

了解电磁波在电报、无线电广播和电视等方面的应用；

2.电磁波能量特性的应用

知道电磁波的能量在太阳能、激光、γ射线等方面的应用

3.减少电磁波污染

知道减少电磁波污染所应采取的措施

首先，可以通过课前复习，让学生多举出一些电磁波在生活、生产上应用的例子。

然后，讨论在这些应用中哪些传播的是信息，哪些是利用电磁波的能量。

进而引导出第一个教学板块——电磁波在信息方面的应用。

探究点一电磁波在信息方面的应用

在这一板块中，教科书把电磁波在信息方面的应用分成三种类型，并展示了三组照片。

电磁波携带信息的第一组照片的三个例子，学生会感到比较陌生。

教师可以简要地解释一下，并指出利用光谱（或射线谱）分析的方法获知物质组成，探索未知领域，是人类进行科学探究的重要手段。

学生观察：

电磁波携带信息的第一组照片的三个例子，体会携带信息的作用。

对于电磁波的检测功能的第二组照片，学生对雷达和X射线可能有所了解，但认识比较模糊。

可以简要地介绍一些雷达探测和用X射线拍照的最基本的原理。

还可以补充一些有趣的历史事件（见本节参考资料1和2）；

并对于电磁波帮助人们获得信息的情况，启发学生再举出一些例子。

如：

在地球上向月球表面发射激光精确地测量月地距离，红外摄影等。

电磁波的检测功能的第二组照片，讨论“检测”功能。

教科书图10-2-4中电磁波是信息载体的三个例子，学生比较熟悉，也容易激起他们的兴趣，但对其原理并不一定了解。

这里，可以通过类比的方法，把电磁波同车或船相类比，把调制和解调与装船和卸船相类比，使学生了解广播和通讯中电磁波发射与接收的基本过程。

应当知道，正是电磁波承载了各种信息，利用信息技术，才使我们进入了信息时代。

对于电磁波是信息载体的情况，可以让学生展开讨论，尽可能多举出一些例子。

如无线电报、遥控器的应用等。

有条件的地区，可以利用多媒体课件、幻灯片、投影仪等，通过大量图片使学生在轻松的学习气氛中，感受到电磁波的应用价值。

探究点二电磁波能量特性的应用

对于电磁波能量特性的应用，重点是太阳能和激光的应用。

对于学生非常熟悉的太阳能，可以组织学生展开讨论：

（1）我们使用的哪些能源来自于太阳能？

（2）太阳能有哪些优点和缺点？

（3）你所了解的都有哪些种类的发电站，其中哪些是直接或间接利用了太阳能？

对于激光，可以指出激光是一种能量集中、方向性极好的特殊的电磁波，属于可见光的范畴。

除了激光通信、激光探测等信息方面的应用以外，在能量方面的应用也很广泛。

激光手术、激光钻孔、激光刻录等已经得到普遍的应用。

探究点三减少电磁波污染

电磁波的应用已成为人类文明的重要标志，我们身处电磁波的海洋里，无论生产还是生活，都离不开它。

空间中越来越多的电磁波不同程度地影响着我们的健康，给我们带来了某些伤害，已成为一种污染。

1.电磁污染的重灾区。

研究表明，高压线，变电站、广播电台、电视发射塔。

雷达站、通信

基站等设施周边电磁波较为密集电磁波携带的能量也较大，是电磁污染的重灾区。

2.生活中的电磁波辐射。

生活环境中，计算机、电视机、微波炉等电子设备产生的电磁辐射强度也比较高，我们有必要采取一些防护措施。

阅读课本P28，说一说为减少电磁波侵害所采取的防护措施是什么？

（1）为减少电磁波侵害，国家制定了相关法规和标准，限制建筑物的选址，要求住宅、办公楼与高压线，变电站、广播电台、电视发射塔、雷达站、通信基站等这些设施保持一定的距离，以保障居民的健康。

（2）家用电器分散摆放，以免使家中某个位置的电磁辐射剂量过大，而使人体处于超量辐射的环境之中。

（3）各种家用电器都应尽量避免长时间操作，尽量避免多种电器同时启用。

（4）使用电器时，要保持一定的安全距离。

离电器越远，受电磁波的侵害越小。

3.改变世界的信息技术

1.卫星通信

知道什么是卫星通信

2.光缆通信

知道什么是光缆（光纤）通信

3.移动通信

了解移动通信的基本原理

4.信息革命与人类文明

通过对卫星通信、光纤通信和移动通信的了解，认识信息技术在现代社会生活中的作用

现代通信网络已经覆盖了地球的每个角落。

在太空，有数以百计的通信卫星环绕着地球；

在高山之巅，有数不清的通信发射塔；

在高楼大厦的天台，有无数大大小小的无线通信接收装置；

在地下和海底有密如蛛网的通信线缆。

这就形成了一个从空中、陆地到海底的立体通信网络结构。

现代通信网络连接了亿万部电话，电脑和大型数据库，将整个世界从国家，地区到家庭，个人紧密地联系起来，形成了一个“地球村”。

现代通信网络包括卫星通信、光缆通信和移动通信等主要方式。

探究点一卫星通信

通过讨论后，使学生先对卫星通信有个感性认识。

然后提示学生，卫星传送的承载电视信号的电磁波（微波）和可见光一样是沿直线传播的。

如果利用电视塔来发射电磁波，传播的距离有限。

可以让学生用圆规在白纸上画一个圆，代表地球。

再在“地球”表面画一条竖直的短线，代表发射塔。

地球的半径是6400km，假定发射塔的高度是1km（相当于300层楼高），是地球半径的约1/6400。

从这根竖线的顶端做“地球”球面的切线，所覆盖的面积很小，如果从离地球表面3.6×

104km高的同步卫星上发射电磁波，就可以覆盖很广阔的区域。

这时，再让学生观察教科书图10-3-1和图10-3-2，就很容易理解了。

探究点二光缆通信

全反射和光纤通信是高中学习的内容。

这里只是通过一些实验现象，使学生对光纤通信这一信息技术有所了解。

建议首先用激光笔和玻璃棒做激光在玻璃棒中传播的小实验。

让学生观察激光不能从侧面穿出玻璃，只能从另一端射出。

启发学生：

这一特点有什么好处？

然后再引导出“激光在玻璃棒内全反射”和“光在光纤中传播，能量损失非常少”的事实。

这种教学方式比直接把结果告诉给学生，更有利于学生的积极思维以及科学探究习惯的培养。

学生理解“激光在玻璃棒中不断反射”，体会没有射出来。

探究点三移动通信

这一板块主要让学生了解两个内容，一是了解移动通信系统的组成。

知道什么是移动台、基站、移动交换中心。

二是了解什么是数字蜂窝系统。

事实上，手机就是一个移动台，当用一部手机拨打另一部手机的电话时，手机发出的信息首先通过电磁波的传播被基站接收，基站把信息传到移动交换中心，再转到对方手机所处区域的基站，该基站通过电磁波的传播，拨通你所要通话的手机。

这一事实可以简要地对学生说明，有助于对移动通信系统组成的理解。

为了加强对数字蜂窝系统的了解，可以引导学生观察学校附近的基站的发射天线。