電磁波的教學(xué)設(shè)計

第第頁電磁波的教學(xué)設(shè)計

師生互動活動設(shè)計：

老師先通過試驗引入，啟發(fā)同學(xué)思索、想象，總結(jié)麥克斯韋理論，再利用哲學(xué)中相互聯(lián)系的規(guī)律理解掌控電磁場理論．結(jié)合課本講解電磁波概念，類比機械波，理解電磁波傳播規(guī)律．

教學(xué)步驟：

一、引言：人類認(rèn)識客觀世界，發(fā)覺新的事物，常有兩種方式，一種是從生產(chǎn)實踐、科學(xué)試驗中觀測分析后發(fā)覺新的事物，另一種是從科學(xué)理論出發(fā)，預(yù)言新的事物存在．電磁波的發(fā)覺，屬于后一種．麥克斯韋從電磁場理論出發(fā)，運用了較為深刻的數(shù)學(xué)工具，得到了描述電磁場特性的規(guī)律，并預(yù)言了電磁波的存在．**年后，他的同學(xué)赫茲用試驗方法證明了麥克斯韋的偉大預(yù)言，發(fā)射并接收了電磁波，從而開創(chuàng)了無線電技術(shù)的新時代．我們現(xiàn)在粗略地介紹了一下麥克斯韋的這個理論．

二、教學(xué)過程

l、麥克斯韋的理論要點一：改變的磁場產(chǎn)生電場

演示試驗

裝置如下圖，當(dāng)穿過螺線管的磁場隨時間改變時，上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，引起感應(yīng)電流使燈泡發(fā)光．

〔1〕線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢說明白什么？

麥克斯韋認(rèn)為改變的磁場在線圈中產(chǎn)生電場，正是這種電場〔渦旋電場〕在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的`移動，引起了感應(yīng)電流．

〔2〕假如用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈，線圈中還會有電流、電場嗎？

引導(dǎo)同學(xué)思索后回答，有電場、無電流．

〔3〕想象線圈不存在時線圈所在處的空間還有電場嗎？〔有〕

〔4〕總結(jié)說明，麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過用來顯示電場的存在，線圈不存在時，改變的磁場同樣在四周空間產(chǎn)生電場，即這是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無關(guān)．

2、改變的電場產(chǎn)生磁場

我們知道，電流四周存在著磁場，麥克斯韋討論了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相像和聯(lián)系．經(jīng)過反復(fù)思索提出一個假設(shè)，改變的電場產(chǎn)生磁場，這一點，我們從哲學(xué)上知道，事物之間是相互聯(lián)系的，可以相互轉(zhuǎn)化。

比如依據(jù)麥克斯韋的理論，在給電容器充電的時候，不僅導(dǎo)體中電流要產(chǎn)生磁場，而且在電容器兩極板問周期性改變著的電場四周也要產(chǎn)生磁場。

3、電磁場、電磁波

〔l〕概念

麥克斯韋依據(jù)自己的理論進(jìn)一步預(yù)言，假如在空間某域中有周期性改變的電場，那么，這個改變的電場就在它四周空間產(chǎn)生周期性改變的磁場，這個改變的磁場又在它四周空間產(chǎn)生新的周期性改變的電場……可見，改變的電場和改變的磁場是相互聯(lián)系的，形成一個不可分別的統(tǒng)一體，這就是電磁場，這種改變的電場和改變的磁場總是交替產(chǎn)生，并且由發(fā)生的區(qū)域向四周空間傳播．見課本圖19—10，電磁場由發(fā)生區(qū)域向遠(yuǎn)處的傳播就是電磁波．

〔2〕電磁波的特點

①是橫波：用課本p270圖19－10說明

②是物質(zhì)波，真空中也能傳播，能獨立存在〔與機械波不同〕

③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性

〔1〕波速公式〔〕

電磁波在真空中速度等于光速．

三、總結(jié)、擴展

麥克斯韋的電磁場理論

1、改變的磁場能夠在四周空間產(chǎn)生電場，改變的電場能夠在四周產(chǎn)生磁場。

2、勻稱改變的磁場，產(chǎn)生穩(wěn)定的電場，勻稱改變的電場，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場．這里的“勻稱改變”指在相等時間內(nèi)磁感應(yīng)強度〔或電場強度〕的改變量相等，或者說磁感應(yīng)強度〔或電場強度〕對時間改變率肯定。

3、不勻稱改變的磁場產(chǎn)生改變的電場，不勻稱改變的電場產(chǎn)生改變的磁場。

4、振蕩的〔即周期性改變的〕磁場產(chǎn)生同頻率的振蕩電場，振蕩的電場產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場。

5、改變的電場和改變的磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個不可分別的統(tǒng)一體，這就是電磁場，向四周空間傳播就是電磁波。

四、板書設(shè)計

電磁場電磁波

一、