初中物理最快的“信使”备课教学案例

19.1　最快的“信使”

◇教学目标◇

【知识与技能】

1.认识电磁波。

2.知道光是电磁波以及电磁波在真空中的传播速度。

3.知道波长、频率和波速的关系。

【过程与方法】

1.通过演示了解电磁波的产生以及电磁波在真空中的传播情况。

2.通过信息的收集、整理,了解电磁波的大家族。

【情感·态度·价值观】

1.初步认识科学技术对社会发展的作用。

2.深入体会物理学与生活的密切联系,激发学生学习物理的兴趣。

◇教学重难点◇

【教学重点】

认识电磁波。

【教学难点】

电磁波的波速、波长、频率以及它们之间的关系。

◇教学过程◇

一、新课导入

在古代的传递方式中,例如利用烽火告急,虽然速度快,但具体的信息内容难以获得,缺乏准确性和可靠性;又例如信鸽和驿马,虽然信息内容具体,准确性与可靠性较好,但传递信息的速度较慢。今天的手机、可视电话和电子邮件实现了“快速、准确和可靠”三大目标。为什么手机、可视电话和电子邮件能实现快速、准确和可靠三大目标呢?应当说“电磁波”功不可没。那么什么是电磁波?为什么电磁波有如此功能呢?

二、教学步骤

探究点1　认识电磁波

[阅读课本]P52“几千年来……进入了崭新的时代。”

[思考]传递信息有哪些方式?其中传递速度最快的方式是哪种?

[提示]传递信息的方式较多,有烽火、信鸽、驿马、电话、电子邮件、手机等;其中传递速度最快的是依靠电磁波传递信息的手机。

[阅读课本]P53“活动1　体验电磁波”,教师演示P53图19-2实验。

[思考]收音机发出“咯、咯”声的原因是什么?

[提示]此时收音机接收到导线与电池间产生的电磁波。

[阅读课本]P53“科学家经过研究发现……便发出了上述响声。”

[思考]什么是电磁波?

[提示]当导体中的电流发生变化时,导体就会向四周发射一种波,这种波叫做电磁波。

电磁波看不见、摸不着,人们只能间接地感知和证明它的存在。

[思考]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?

[提示]把手机放在真空罩中,给手机打电话,能够打通。

[小结]电磁波的传播不需要介质,可以在真空中传播。

[阅读课本]P53~54“电磁波与水波、声波类似……在真空中的传播速度极其接近。”

[思考]电磁波的特征是什么?

[提示]电磁波与水波、声波类似,具有波速、频率和波长,也可以用波形图来描述。

[思考]电磁波的波长和频率是怎样规定的?单位是什么?

[提示]电磁波的波长是指两相邻波峰或波谷间的距离,用字母λ表示,单位:m;频率是指1 s内所传播的波长数,用字母f表示,单位:Hz,常用单位还有千赫(kHz)和兆赫(MHz)。它们之间的换算关系是1 kHz=103 Hz,1 MHz=106 Hz。

[思考]电磁波能在真空中传播,其传播速度是多少?

[提示]电磁波在真空中的传播速度c=3.0×108 m/s。

[思考]波长、频率和波速三者之间存在怎样的关系?

[提示]波长、频率和波速三者之间的关系:波速=波长×频率,即c=λf。

[思考]同种介质中,不同频率(或不同波长)的电磁波的传播速度都相同,那么频率与波长之间存在怎样的关系?

[提示]波速一定,频率越高,波长越短;反之,频率越低,波长越长。

[阅读课本]P54“活动2　观察收音机的表盘”

[思考]当开启收音机,转动调谐旋钮,调到中央人民广播电台或某个地方广播电台的频率,此时该电台电磁波的波长(或频率)是多少?

[提示]开启收音机,调到某一频率的电台,利用c=λf测算该电台电磁波的波长(或频率),看其与表盘上标出的波长(或频率)数值是否一致。

探究点2　电磁波的应用

[阅读课本]P55“电磁波是一个庞大的……如图19-6所示。”

[思考]电磁波组成成员构成了什么?

[提示]电磁波是一个庞大的“家族”,人们根据它们的波长或频率,给这个“家族”编制了一个“家谱”——电磁波谱。

[思考]仔细观察课本图19-5,你能发现哪些规律?

[提示]从左向右是按照频率由高到低(或波长由小到大)的顺序排列的;光也是电磁波;不同电磁波的频率、波长各不相同。

[思考]仔细观察课本图19-6,你能说出电磁波在我们的生活、科技等方面有哪些应用吗?

[提示]各种电磁波的应用:

无线电波——电视机、收音机

微波——微波炉、微波雷达

红外线——红外热感照相机

紫外线——消毒

X射线——透视人体内部情况

γ射线——检测金属中的裂纹

[习题]关于电磁波的应用,下列说法正确的是 (　　)

A.夜视仪利用了红光成像技术

B.利用紫外线的荧光效应来做防伪标识

C.可以利用X射线进行通信、广播

D.医院利用红外线的热效应杀菌消毒

[分析]夜视仪利用了红外线成像技术,A项错误;紫外线具有荧光效应,故可以用来做防伪标识,B项正确;X射线具有辐射性,不能用来进行通信和广播,C项错误;紫外线具有杀菌消毒的功能,红外线不具有该功能,D项错误。

[答案]B

[阅读课本]P56“信息浏览　电磁波的发现及早期应用”

三、板书设计

19.1　最快的“信使”

1.认识电磁波

(1)产生:导体中迅速变化的电流

(2)传播:不需要介质

(3)速度:c=3.0×108 m/s

(4)波速、波长、频率的关系:c=λf

2.电磁波的应用

(1)电磁波谱

(2)电磁波的应用

◇教学反思◇

电磁波看不见、摸不着,如何认识电磁波、体验电磁波,让学生真正理解“电磁波的波速、波长与频率之间的关系”是本节课教学的重点,也是难点,课堂上通过实验、教师引导、讨论交流等方式进行授课,取得了很好的效果。