新版教科版九年级物理下册第10章电磁波与信息技术全章教案.docx
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新版教科版九年级物理下册第10章电磁波与信息技术全章教案
新版教科版九年级物理下册教案
第10章：
电磁波与信息技术全章教案
第1节 神奇的电磁波教案
教学目标
【知识与技能】
1．了解电磁波的产生．
2．知道电磁波能在真空中传播．
3．了解电磁波在真空中传播速度．
4．会用c＝λf求速度、波长或频率．
5．了解光是一种电磁波．
【过程与方法】
1．通过实验知悉可以人为获得电磁波．培养学生想像与实践结合的科学的学习态度．
2．通过对信息的收集、整理，了解电磁波的大家族．
3．通过动手实验证明电磁波能在真空中传播．
【情感、态度与价值观】
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，激发学生观察生活、思考生活的兴趣．
重点难点
【重点】
1．电磁波的产生、传播和应用．
2．通过设计实验、动手实验等活动，使学生体会到物理就在他们身边．
【难点】
1．使学生切切实实体验到电磁波的存在．
2．通过课堂教学活动，激发学生对物理学科、自然奥秘的探索的兴趣．
教学过程
知识点一 认识电磁波
【自主学习】
阅读课本P20－21，完成以下问题：
1．变化的电场周围产生变化的磁场，变化的磁场周围又产生变化的电场，变化的电场和变化的磁场相互联系在一起，就会在周围空间形成电磁波.
2．在我们的周围，存在着各种各样的电磁波.虽然电磁波看不见（可见光除外）、摸不着，但它确实是存在的，它可以为我们传递信息和能量.
【合作探究】
演示一 感知水波、声波
1．水波的形成：
小石子投到平静的水面上（如下图所示），泛起涟漪，因为波源位置的水面受到了扰动形成了水波．
2．声波的形成：
轻轻拨动琴弦（如下图所示），琴弦的振动激起了声波，由于声源发生了振动所以形成了声波．
演示二 探测电磁波
打开收音机，转动调谐旋钮，调至没有电台的位置，如图所示．将导线一端接在干电池的负极，另一端时断时续地与电池的正极接触．
1．从收音机里能听到什么？
答：
听到与导线接触或离开正极瞬间同步的“嚓嚓”声．
2．为什么会听到这个声音？
答：
这是因为在导线与电池组成的电路中产生了快速变化的电流，变化的电流产生了电磁波，收音机接收了这一电磁波，并把它放大转换成声音，这就是我们听到的“嚓嚓”声．
3．此实验说明了什么？
答：
与水波、声波的形成相似，导线中电流的迅速变化会在空间产生电磁波．
【教师点拨】
1．当导线中的电流大小或方向发生迅速的变化时，就会在周围空间激起电磁波，也会向外传播．
2．虽然有些电磁波看不见、摸不着，但却是客观存在的，并能给我们传递各种信息和能量．
【跟进训练】
在日常生活中，当你打开或者关闭电灯时，你会从旁边工作着的电视机屏幕上看到一条水平线，出现这一现象的原因是（ C ）
A．电流通断时开关中金属碰撞声是影响
B．电路通断时交流电通过家庭电路对电视机的影响
C．电流通断时发出的电磁波被电视机接收而产生的
D．以上原因都不对
知识点二 描述电磁波
【自主学习】
阅读课本P21，完成以下问题：
1．电磁波有频率，其单位为赫兹（Hz），是由波源振动的快慢决定的．常用单位：
千赫（KHz）、兆赫（MHz）．
2．电磁波以波的形式，从波源出发在空间传播．波峰与波峰之间或波谷与波谷之间的最小间隔就是波长.
3．电磁波传播的速度叫作波速.电磁波的传播不需要介质，它能在真空中传播．
【合作探究】
演示三 电磁波的传播
实验一
把一个无线电话放在塑料袋，再放入水槽中，并给这个移动电话打电话．
1．这个移动电话能够收到信号吗？
答：
能够收到信号．
2．这个实验说明了什么？
答：
说明电磁波能够在液体中传播．
实验二
把一个移动电话放在密闭的木制的盒子里，并给这个移动电话打电话．
1．这个移动电话能够收到信号吗？
答：
能够收到信号．
2．这个实验说明了什么？
答：
说明电磁波能够在固体中传播．
实验三
把一个移动电话放在真空罩中，并给这个移动电话打电话（如图所示）．
1．这个移动电话能够接收到此信号吗？
答：
能够接收到信号．
2．这个实验说明了什么？
答：
说明了电磁波能够在真空中传播．
演示四 电磁波的图像
观察如图所示的电磁波图像，回答问题：
1．上图中，波的形状是怎样的？
答：
是凹凸相间的，即有凸起的部分也有凹下部分．
2．哪部分是波峰，哪部分是波谷？
哪部分是波长？
答：
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；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）．
3．如何定义频率？
答：
波在1秒内出现的波峰数（或波谷数）叫做频率（f）．
4．波是如何把振动由近及远向外传播？
答：
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．
【教师点拨】
1．描述电磁波的物理量有：
波长、频率、波速．
2．电磁波的传播不需要介质，它可以在真空中传播．
【跟进训练】
月球上没有空气，是真空，声音无法传播，宇航员可以利用无线电来传递声音信息．
知识点三 电磁波谱
【自主学习】
阅读课本P22－23，完成以下问题：
1．电磁波是个大家族，按电磁波频率的高低可分为：
γ射线、X射线、紫外线、可见光、红外线和无线电波.
2．光是一种电磁波，它在真空中的传播速度为3×108m/s.
3．波速（c）、波长（λ）、频率（f）之间的关系为：
c＝λf. ###
【合作探究】
演示五 观察收音机的刻度盘
打开收音机，转动调谐旋钮，调到不同频率的位置（如图所示），就会收听到不同电台的广播节目．观察收音机的刻度盘，你知道上面数字的含义吗？
答：
表示其频率范围：
调频（FM）56－108兆赫（MHz）
中波（MW）525－1600千赫（kHz）
短波1－2（SWl－2）6.00－18.00MHz.
演示六 电磁波谱
电磁波是个大家族，收音机的刻度盘上标示的只是电磁波家族的一小部分．红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，都是家族中的成员，只是它们各有不同的波长和频率范围．按电磁波频率的大小，我们可以给它们排排“家谱”（如下图所示），看看电磁波家族都有哪些成员．
1．电磁波家族分为那几类？
答：
有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线．
2．在电磁波的大家族中，我们最熟悉的成员是？
答：
可见光．
3．它在真空中的传播速度是？
答：
以3×108m/s的速度传播．
4．设电磁波的波长是λ，频率是f、波速为c，三者的关系是什么？
答：
c＝λf，c＝2.99792458×108m/s＝3×105km/s.
讨论交流：
计算波长
打开收音机，将调谐旋钮转动到中央人民广播电台第一套节目，已知这套节目的发射频率为640kHz.请根据c＝λf计算这套节目用来发射信号的电磁波的波长．你计算结果与收音机刻度盘上标出的波长数值一致吗？
解答：
c＝3×108m/s，f＝640kHz＝6.4×105Hz，
由c＝λf得：
λ＝
＝
＝468.75m.
知识拓展一 电磁波的应用
电磁波具有能量，在电磁波的大家族里，每个成员都具有不同的能量和不同的频率范围，因此，它们的物理特性和用途各异．我们将在下一节探讨这个问题．
知识拓展二 电磁波的屏蔽
找一个小收音机，收听一个电台的节目，把它分别放到一个封闭的铝制饭盒、硬纸板鞋盒、铁盒及塑料盒中（最好多找出几种不同材料的盒子），看看是否还能听到收音机的声音．
从这些实验现象中，你能归纳出怎样的结论？
答：
金属能够屏蔽电磁波．
【教师点拨】
1．电磁波的频率、波长、波速的关系式：
c＝λf.
2．电磁波是个大家族，按波长分为几个波段，有长波（用于超远程通信）、中波、短波（用于广播、电报）、微波（用于电视、雷达、宇航通信、微波炉）．光也是一种电磁波．各种不同波段的电磁波分别用于通信、医疗、加热等．
【跟进训练】
1．关于电磁波，下列说法正确的是（ A ）
A．微波、无线电波、红外线都属于电磁波
B．电磁波的传播速度比光速小
C．抽成真空的玻璃罩能屏蔽电磁波
D．根据公式c＝λf可以推断频率越高的电磁波，波速越大
2．电磁波在真空中的传播速度是3×108m/s，北京音乐台发射的一种电磁波的频率是FM100MHz，它的波长是3m．
课堂小结
1．认识电磁波
当导体中有迅速变化的电流时，会向周围空间发射电磁波．
2．描述电磁波
（1）电磁波的波长、频率．
（2）电磁波能在真空中传播，或者说电磁波传播不需要介质．
3．电磁波谱
（1）红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等，都是家族中的成员．
（2）光是一种电磁波，光速即为电磁波传播速度c＝3×108m/s.
（3）波速、波长、频率：
c＝λf.
练习设计
完成本课对应训练．
温馨提示：
教学视频见课件．
《1.神奇的电磁波》教案
一、教学目标
（一）知识与技能
1、了解电磁波的产生；知道电磁波能在真空中传播。
2、.知道光是一种电磁波记住电磁波在真空中传播速度。
（二）过程与方法
1、会用c=fλ求速度、波长或频率。
2、了解电磁波的应用,知道电磁污染。
（三）情感态度与价值观
结合自己的生活经验知道电磁波的屏蔽，学会科学思考。
二、教学重难点
（一）教学重点
会用c=fλ求速度、波长或频率。
（二）教学难点
知道电磁波的屏蔽,会用c=fλ求速度、波长或频率。
三、课时安排
1课时
四、教学过程
新课导入：
光在真空中传播的速度是多少？
新课讲解：
一、认识电磁波
1、电磁波的存在：
阅读课文回答
打开收音机、电视机收到几个节目，但是收音机、电视机和广播电台、电视台之间并没有连着线，那它们是怎样收到声音和图像的呢？
电磁波的产生
木棍在水面上振动产生水波；说话时的声带振动在空气中形成声波；当导体中有迅速变化的电流时，在它周围的空间里就会激起电磁波。
演示活动：
打开一台收音机，取一节干电池和一根导线，拿到收音机附近。
将导线的一端与电池的负极相连，再将导线的另一端与正极摩擦，验证电磁波的存在。
二、描述电磁波
与水波、声波相似，电磁波也有频率，是由波源正东的快慢决定的。
比起我们周围的声音，通常电磁波的频率要大得多，可以达到1014Hz，甚至更高。
从波源出发，声波、水波和电磁波会在空间中弥散开来。
用图像来描述，记录波的传播，也是一种有效的方法。
三、电磁波谱
为了对各种电磁波有个全面的了解，人们按照波长或频率、波数、能量的顺序把这些电磁波排列起来，这就是电磁波谱。
微波：
波长从1米到0.1厘米，这些波多用在雷达或其它通讯系统；
红外线：
波长从10^-3米到7.8×10^-7米；红外线的热效应特别显著；
可见光：
这是人们所能感光的极狭窄的一个波段。
可见光的波长范围很窄，大约在7600～4000埃（在光谱学中常采用埃作长度单位来表示波长，1埃=10^-10米）。
从可见光向两边扩展，波长比它长的称为红外线，波长大约从7600直到十分之几毫米。
光是原子或分子内的电子运动状态改变时所发出的电磁波。
由于它是我们能够直接感受而察觉的电磁波极少的那一部分，波长从（7.8～3.8）×10^-7米。
紫外线：
波长比可见光短的称为紫外线，它的波长从（380～10）×10^-9米，它有显著的化学效应和荧光效应。
这种波产生的原因和光波类似，常常在放电时发出。
由于它的能量和一般化学反应所牵涉的能量大小相当，因此紫外光的化学效应最强；
红外线和紫外线都是人类看不见的，只能利用特殊的仪器来探测。
无论是可见光、红外线或紫外线，它们都是由原子或分子等微观客体激发的。
一方面由于超短波无线电技术的发展，无线电波的范围不断朝波长更短的方向发展；另一方面由于红外技术的发展，红外线的范围不断朝长波长的方向扩展。
日前超短波和红外线的分界已不存在，其范围有一定的重叠；
伦琴射线：
这部分电磁波谱，波长从（10～0.01）×10^-9米。
伦琴射线（X射线）是电原子的内层电子由一个能态跳至另一个能态时或电子在原子核电场内减速时所发出的；X射线，它是由原子中的内层电子发射的。
随着X射线技术的发展，它的波长范围也不断朝着两个方向扩展。
在长波段已与紫外线有所重叠，短波段已进入γ射线领域。
放射性辐射γ射线的波长是认1左右直到无穷短的波长；
У射线（伽马射线）：
是波长从10^-10～10^-14米的电磁波。
这种不可见的电磁波是从原子核内发出来的，放射性物质或原子核反应中常有这种辐射伴随着发出。
γ射线的穿透力很强，对生物的破坏力很大。
由于辐射强度随频率的减小而急剧下降，因此波长为几百千米的低频电磁波强度很弱，通常不为人们注意。
实际中用的无线电波是从波长约几千米（频率为几百千赫）开始。
波长3000米～50米（频率100千赫～6兆赫）的属于中波段；波长50米～10米（频率6兆赫～30兆赫）的为短波；波长10米～1厘米（频率30兆赫～3万兆赫）甚至达到1毫米（频率为3×10^5兆赫）以下的为超短波（或微波）。
有时按照波长的数量级大小也常出现米波，分米波，厘米波，毫米波等名称。
中波和短波用于无线电广播和通信，微波用于电视和无线电定位技术（雷达）。
电磁波谱中上述各波段主要是按照得到和探测它们的方式不同来划分的。
随着科学技术的发展，各波段都已冲破界限与其他相邻波段重叠起来。
在电磁波谱中除了波长极短（10^-4埃～10^-5埃以下）的一端外，不再留有任何未知的空白了。
第2节 电磁波的应用教案
教学目标
【知识与技能】
1．知道电磁波可以携带信息，也可以帮助人们获得信息．
2．了解电磁波在电报、无线电广播和电视等方面的应用．
3．知道电磁波的能量在太阳能、激光、γ射线等方面的应用．
【过程与方法】
1．可通过讨论交流的方式，引导出电磁波的应用分为信息和能量两个方面的观点．
2．经历观察与思考过程，了解电磁波的应用．
【情感、态度与价值观】
通过对电磁波在生活、生产、科研中广泛应用的了解，激发学生的求知欲，产生将来为国家和社会作贡献的使命感．
重点难点
【重点】
电磁波在信息和能量方面的应用．
【难点】
电磁波的调制和解调．
教学过程
知识点一 电磁波在信息方面的应用
【自主学习】
阅读课本P25－27，完成以下问题：
电磁波在信息方面的应用源于三方面：
一是电磁波携带信息；二是电磁波可以帮助人们获得信息；三是电磁波能承载并传播信息，充当信息传播的媒介．
【合作探究】
演示一 电磁波携带信息
1．在许多情况下，向外辐射电磁波的物质其固有信息会被电磁波带出来．例如：
每种原子都有自己的特征谱线．某种盐燃烧的发出光谱如图所示，它燃烧时发出波长为589nm和589.6nm的黄光，这说明这种盐中有钠元素．
2．色谱仪根据各种电磁波谱线的位置和强度，检测某种物质中含有哪些元素，如下图所示．
3．天体研究中，根据遥远星体发出的射线谱，可以知道该天体的物质组成，如下图所示．
演示二 电磁波可以帮助人们获得信息，充当测量或检测工具
1．雷达（如下图所示）与“倒车雷达”的原理相似，它利用的是无线电波的反射测量距离．借助雷达，可以发现军事目标．
2．利用电磁波的透射能力，可以检查人体，这是用X射线拍摄到的第一张照片（如下图所示）．后来人们常用X射线来进行器官和骨骼检查．
3．利用X射线可以进行晶体的微观结构研究．在DNA双螺旋结构（如下图所示）的发现中，X射线起到了重要作用．
演示三 电磁波能承载并传播信息，充当信息传播的媒介
一、无线电广播的工作过程
实验一 无线电广播信号的发射过程
下图展示了无线电广播的发射过程．
1．无线电广播信号的发射由哪个部分完成？
答：
由广播电台完成．
2．其发射原理是什么？
答：
话筒把声音的信号变成音频信号，但音频电信号不能用来直接发射电磁波，需要与载波发生器产生高频振荡电流调制，把音频电信号加载到高频振荡电流上，由天线将高频振荡电流产生的电磁波发射出去．
实验二 无线电广播信号的接收过程
下图展示了无线电广播的接收过程．
1．无线电广播信号的接收由哪个部分完成？
答：
由收音机完成．
2．其接收原理是什么？
答：
天线把电磁波接收下来后，先要把我们需要的电磁波挑选出来，这就是检波，即调谐选台；然后把这个电磁波所转变成的是高频振荡电流再转回低频的声音电流，即解调，然后再通过扬声器将声音信号转变为声音．
二、无线电广播的工作过程
实验三 电视广播的工作过程
下图展示了电视广播的工作过程．
1．电视与无线广播相比有什么不同？
答：
电视除了有声音的传递外还有图像．
2．电视用什么传递图像信号和声音信号？
答：
电磁波．
3．电视声音信号的产生、传播和接收跟无线电广播的工作过程相似．电视节目的发射原理是什么？
答：
节目中的声音信号通过话筒变为电流信号，然后加载到高振荡电流上经过发射机以电磁波的形式发射出去；节目中的图像经过摄像机变为电流信号后，也要先通过与高频振荡电流的加载，再通过发射机以电磁波形式发射出去．
4．电视节目的接收原理是什么？
答：
天线把声音和图像信号同时接收到后，属于声音的高频电流信号再通过解调、放大等环节，通过扬声器变成声音；属于图像信号的高频电流信号经过解调后，通过显像管将其还原成图像．
【教师点拨】
1．电磁波在信息方面的应用有三个：
（1）电磁波能携带信息．
（2）可以帮助人们获得信息．
（3）能承载信息并传播信息．
2．无线电广播：
（1）无线电广播信号的发射——广播电台．
（2）无线电广播信号的接收——收音机．
3．电视信号：
（1）电视信号的发射——电视台．
（2）电视信号的接收——电视机．
【跟进训练】
1．如图所示的实例中，没有应用电磁波的是（ D ）
收音机 电视机
A B
移动电话 电脑U盘
C D
2．从广播电台发射出去的电磁波是（ C ）
A．振荡器产生的高频电磁波
B．随声音变化的低频电磁波
C．经声音信号调制的高频电磁波
D．经图像信号调制的高频电磁波
3．小明在看电视新闻，电视中的信息源于从电视台发出的信号．该信号被电视机的天线接收下来，然后通过显像管将电信号变成图像；通过扬声器将电信号变成声音．这样我们就可以看到图像，听到声音．
知识点二 电磁波能量特性的应用
【自主学习】
阅读课本P27－28，完成以下问题：
一切电磁波都具有能量.高频电磁波、X射线、γ射线和激光，具有巨大的能量，能对所照射到的物体产生很强的作用．
【合作探究】
演示四 太阳光给予地球巨大的能源
1．叶绿素以太阳光为能量把水、二氧化碳和矿物质加工成淀粉、蛋白质和纤维素等（如下图所示）．
2．太阳光为人们提供生活、工作最基本的温度（如下图所示）．
3．太阳能及因太阳能而形成的水能、风能（如下图所示）是重要的可再生能源．
演示五 电磁波能量的利用
1．高频淬火（如下图所示）——用高频电磁波快速加热齿轮齿表，然后快速冷却，使齿表耐磨．
2．医生用γ射线切割肿瘤，大大提高了手术治疗效果．
3．医生利用激光，对眼睛进行精巧的手术，来治疗近视眼．
【教师点拨】
在电磁波的大家族中，不同频率范围的电磁波有不同的用途：
无线电波主要用于通信；微波主要用于通信和微波加热；红外线主要用于医疗、加热和遥控；紫外线主要用于杀菌消毒、防伪；γ射线、X射线主要用于医疗等．
【跟进训练】
1．下列实例中，不是利用电磁波的能量特性的是 （ C ）
A．利用γ刀切割肿瘤
B．利用激光对眼睛进行手术，治疗近视眼
C．利用电磁波测距离
D．利用红外线理疗
2．以下设备中，主要利用电磁波的能量特性进行工作的是 （ A ）
A．微波炉 B．手机
C．雷达D．电吹风
知识点三 减少电磁污染
【自主学习】
阅读课本P28，完成以下问题：
减少电磁污染的措施：
家用电器分散摆放，不要过于集中；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；使用电器时，要保持一定的安全距离.
【合作探究】
演示六 减少电磁污染
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．
3．为减少电磁波侵害所采取的防护措施
（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．
【教师点拨】
预防电磁污染带来伤害的措施：
（1）限制建筑物的选址．
（2）家用电器摆放，不要过于集中．（3）尽量避免长时间操作及多种电器同时启用．（4）使用电器时，保持一定的安全距离．
【跟进训练】
无线通信设备如手机和广播发射系统在给人们生活带来极大便利的同时，对人们的身心健康也造成危害，这种危害其实是由于下列哪种污染造成的（ B ）
A．声音污染
B．电磁污染
C．大气污染
D．大气臭氧破坏引起温室效应的污染
课堂小结
电磁波的应用
练习设计
完成本课对应训练．
温馨提示：
教学视频见课件．
10.2电磁波的应用
教学目标
【知识与能力】
1.知道电磁波可以携带信息，也可以帮助人们获得信息。
2.了解电磁波在电报、无线电广播和电视等方面的应用。
3.了解电磁波的能量在太阳能、激光、γ射线等方面的应用。
4.了解电磁波在医疗、机械加工、科研等领域的应用。
【过程与方法】
通过自学、讨论交流、观看实例材料，总结出电磁波的应用可分为信息和能量两个方面。
【情感态度价值观】
通过学生相互交流，培养学生与他人合作的意识，通过电磁波的广泛应用激发学生的求知欲，产生为国家和社会做贡献的使命感。
教学重难点
【教学重点】
电磁波在无线电广播、电视、医疗方面的应用，以及太阳能、激光的应用。
【教学难点】
电磁波的调制和解调。
课前准备
课件、多媒体设备等。
教学过程
情景导入
复习：
电磁波谱的组成有哪些？
学生回答：
无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线和γ射线。
学生讨论并举例说明电磁波的应用。
教师引导：
综合电磁波各种用途，可集中在电磁波的两个方面的性质上：
一是利用电磁波的信息特征；二是利用电磁波的能量特性。
“理解社会生活中的科学技术，应用物理知识解决实际问题”的新课程理念在活动中得到了很好的体现。
教学活动
1.电磁波在信息方面的应用
学生活动：
学习讨论教材第25页有关内容，说明电磁波在信息方面应用有哪几个方面？
学生回答：
第一，电磁波携带信息，即电磁波会把辐射电磁波的物质固有的信息带出来；第二，电磁波可以帮助人们获得信息，充当测量或检测工具；第三，电磁波能承载信息并传播信息，充当信息传播的媒介。
教师利用多媒体播放大量关于电磁波信息方面的应用实例，让学生分类。
结合教材如图10－2－4所示的无线电广播的工作过程，讲解“调制”和“解调”，可以类比信鸽传信过程理解。
补充电视信号的发射和接收过程如图10－2－1所示。
学生活动：
讨论电磁波的信息特性还有哪些应用？
2.电磁波能量特性的应用
学生讨论活动
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