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電磁波的教學(xué)設(shè)計(jì)
電磁波的教學(xué)設(shè)計(jì)
師生互動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì)：
教師先通過(guò)實(shí)驗(yàn)引入，啟發(fā)學(xué)生思考、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)律理解掌握電磁場(chǎng)理論．結(jié)合課本講解電磁波概念，類比機(jī)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(shí)客觀世界，發(fā)現(xiàn)新的事物，常有兩種方式，一種是從生產(chǎn)實(shí)踐、科學(xué)實(shí)驗(yàn)中觀察分析后發(fā)現(xiàn)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)現(xiàn)，屬于后一種．麥克斯韋從電磁場(chǎng)理論出發(fā)，運(yùn)用了較為深?yuàn)W的數(shù)學(xué)工具，得到了描述電磁場(chǎng)特性的規(guī)律，并預(yù)言了電磁波的存在．XX年后，他的學(xué)生赫茲用實(shí)驗(yàn)方法證實(shí)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(wú)線電技術(shù)的新時(shí)代．我們現(xiàn)在粗略地介紹了一下麥克斯韋的這個(gè)理論．
二、教學(xué)過(guò)程
l、麥克斯韋的理論要點(diǎn)一：變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)
演示實(shí)驗(yàn)
裝置如圖所示，當(dāng)穿過(guò)螺線管的磁場(chǎng)隨時(shí)間變化時(shí)，上面的線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，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(dòng)勢(shì)說(shuō)明了什么？
麥克斯韋認(rèn)為變化的磁場(chǎng)在線圈中產(chǎn)生電場(chǎng)，正是這種電場(chǎng)（渦旋電場(chǎng)）在線圈中驅(qū)使自由電子做定向的移動(dòng)，引起了感應(yīng)電流．
�。�2）如果用不導(dǎo)電的塑料線繞制線圈，線圈中還會(huì)有電流、電場(chǎng)嗎？
引導(dǎo)學(xué)生思考后回答，有電場(chǎng)、無(wú)電流．
�。�3）想象線圈不存在時(shí)線圈所在處的空間還有電場(chǎng)嗎？（有）
�。�4）總結(jié)說(shuō)明，麥克斯韋認(rèn)為線圈只不過(guò)用來(lái)顯示電場(chǎng)的存在，線圈不存在時(shí)，變化的磁場(chǎng)同樣在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，即這是一種普遍存在的現(xiàn)象，跟閉合電路是否存在無(wú)關(guān)．
2、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
我們知道，電流周圍存在著磁場(chǎng)，麥克斯韋研究了電現(xiàn)象和磁現(xiàn)象的相似和聯(lián)系．經(jīng)過(guò)反復(fù)思考提出一個(gè)假設(shè)，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這一點(diǎn)，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。
比如根據(jù)麥克斯韋的理論，在給電容器充電的時(shí)候，不僅導(dǎo)體中電流要產(chǎn)生磁場(chǎng)，而且在電容器兩極板問(wèn)周期性變化著的電場(chǎng)周圍也要產(chǎn)生磁場(chǎng)。
3、電磁場(chǎng)、電磁波
�。╨）概念
麥克斯韋根據(jù)自己的理論進(jìn)一步預(yù)言，如果在空間某域中有周期性變化的電場(chǎng)，那么，這個(gè)變化的電場(chǎng)就在它周圍空間產(chǎn)生周期性變化的磁場(chǎng)，這個(gè)變化的磁場(chǎng)又在它周圍空間產(chǎn)生新的周期性變化的電場(chǎng)……可見，變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)是相互聯(lián)系的，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)，這種變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是交替產(chǎn)生，并且由發(fā)生的區(qū)域向周圍空間傳播．見課本圖19—10，電磁場(chǎng)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(diǎn)
①是橫波：用課本p270圖19－10說(shuō)明
�、谑俏镔|(zhì)波，真空中也能傳播，能獨(dú)立存在（與機(jī)械波不同）
�、劬哂蟹瓷�、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(kuò)展
麥克斯韋的電磁場(chǎng)理論
1、變化的磁場(chǎng)能夠在周圍空間產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電場(chǎng)能夠在周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)。
2、均勻變化的磁場(chǎng)，產(chǎn)生穩(wěn)定的電場(chǎng)，均勻變化的電場(chǎng)，產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng)．這里的“均勻變化”指在相等時(shí)間內(nèi)磁感應(yīng)強(qiáng)度（或電場(chǎng)強(qiáng)度）的變化量相等，或者說(shuō)磁感應(yīng)強(qiáng)度（或電場(chǎng)強(qiáng)度）對(duì)時(shí)間變化率一定。
3、不均勻變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生變化的電場(chǎng)，不均勻變化的電場(chǎng)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)。
4、振蕩的（即周期性變化的）磁場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩電場(chǎng)，振蕩的電場(chǎng)產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場(chǎng)。
5、變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)總是相互聯(lián)系著，形成一個(gè)不可分離的統(tǒng)一體，這就是電磁場(chǎng)，向周圍空間傳播就是電磁波。
四、板書設(shè)計(jì)
電磁場(chǎng) 電磁波
一、麥克斯韋電磁場(chǎng)理論
1、變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)
2、變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)
3、電磁場(chǎng)的概念
二、電磁波
1、電磁波的產(chǎn)生
2、電磁波的特點(diǎn)
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