滬科版九年級物理全冊教案：第十九章第二節(jié) 讓信息“飛”起來

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1、第二節(jié) 讓信息“飛〞起來 一、教學目標： 知識與技能： 1、知道波長、頻率和波速的關系 ,可以進行簡單的計算。 2、知道光是電磁波 ,記住電磁波在真空中的傳播速度。 3、了解波在信息傳播中的作用。 過程與方法： 培養(yǎng)學生收集信息、處理信息的能力。 情感態(tài)度與價值觀： 　　 培養(yǎng)學生嚴謹認真的科學態(tài)度和契而不舍的科學精神 ,培養(yǎng)他們團結協(xié)作、相互學習的良好品質。 二、教學重難點： 重點：　　　 1.知道波長、頻率和波速的關系。了解波在信息傳播中的作用。 2.知道光是電磁波。知道電磁波在真空中的傳播速度。 難點： 波長、頻率和波速的關系 三、課時安

2、排：一課時 四、教學準備：兩個 、收音機、電源、開關、銼、導線等 五、教學設計： 引言：飛機上的飛行員與地面指揮員的對話不用電線；我們每天聽收音機或看電視 ,也沒有電線直接通向電臺或電視臺?？梢?,這些都不是用電線來傳播電信號的 ,我們稱作“無線電通信〞。那么 ,無線電通信是怎樣傳輸信號的呢？信息是怎樣飛起來的呢？今天我們就來學習這方面的簡單知識。 教學內容 教師活動 學生活動 備注 一、電磁波譜 二、波的特征 三、可見光的頻率范圍 四、課堂練習 五、課堂小結 1.提出問題：生活中你知道哪些電

3、磁波？ 2.你知道電磁波有哪些應用嗎？ 1.所有的波都具有波速、波長和頻率 ,電磁波也一樣 ,什么是電磁波的波速、波長和頻率呢？ 2.介紹頻率的單位 ,推導出：波速=波長×頻率 1.引導學生觀看課本圖18－13出可見光的頻率范圍。 2. 引導學生計算可見光的波長范圍。 3.介紹：在真空中電磁波的波速一定 ,所以電磁波帶的頻率與波長成反比關系。波長越長 ,頻率越低；反之 ,波長越長 ,頻率越高。 課堂練習 1. 一種電磁波的波長是200m ,它表示：〔〕A．這種電磁波能傳遞的距離是200m　　　　B．這種電磁波1s能傳播200m C．這種電磁波1s內出現(xiàn)200個波峰和波谷D．這

4、種電磁波兩個波峰之間的距離是200m 2.我們在使用收音機來選臺或換臺時 ,常需旋動收音機上的某個旋紐 ,這實際上是調節(jié)〔〕 A、電流B．波長C．波速D．頻率 3.所有的電磁波在真空中都具有相同的〔〕A．波長B．頻率C．波速D．周期 學生小結 課外作業(yè)：上網(wǎng)或查閱有關資料了解電磁波的應用和污染 學生答復熟悉的電磁波 ,如：γ射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線、微波、無線電波等。 波速〔c〕波傳播的快慢叫波速 ,電磁波傳播的速度等于光速 ,即c=3×108m/s. 波長〔λ〕相鄰兩個波峰或波谷間的距離 頻率〔υ〕單位時間內振動的次數(shù)。 討論、交流、答復 學生觀看圖

5、 ,討論、交流、答復 學生觀看圖 ,答復 可見光的頻率范圍為0.4－0.7μm 學生計算 學生聽講 完成練習 參考答案：1. D．2. D．3. C． 學生小結 課外調查 本堂課要求學生積極參與 ,教師要調動學生的積極性 ,讓學生積極討論、交流、答復 ,所有板書由學生完成 六、板書設計： 讓信息飛起來 〔一〕電磁波譜：電磁波包括γ射線、x射線、紫外線、可見光、紅外線、微波和光線電波等 ,描述波的特征量有波長、波速和頻率。 〔二〕波的特征 1、波速〔c〕波傳播的快慢叫波速 ,電磁波傳播的速度等于光速 ,即c=3×108m/s. 2、波長〔

6、λ〕相鄰兩個波峰或波谷間的距離 ,如圖： 單位：m 3、頻率〔υ〕單位時間內振動的次數(shù)。 單位：Hz、kHz、MHz 換算關系：1kHz＝103Hz　　　1MHz＝103kHz＝106Hz 4、波長、波速與頻率的關系數(shù)學表達式：c＝λυ。 說明：電磁波的波速一定〔在同種介質中〕 ,電磁波的頻率與波長成反比關系。 七、教學反思： 教師課后完成 八、教學參考 1、赫茲與電磁波 赫茲是一個短命的物理學家。他于1894年逝世時 ,年僅37歲 ,這無疑是物理學界的巨大損失。他從21歲考人柏林大學直到不幸去世 ,進行科學研究缺乏15年 ,然而卻建立了永垂青史的功績。 赫茲以前 ,

7、由法拉第發(fā)現(xiàn)、麥克斯韋完成的電磁理論 ,因為未經(jīng)一系列的科學實驗證明 ,始終處于“預想〞階段。把天才的預想變成世人公認的真理 ,是赫茲的功績。赫茲在人類歷史上首先捕捉到電磁波 ,使假說變成現(xiàn)實。 要獲得電磁波 ,就必須建立一個輻射電磁波源 ,這個電磁波輻射源還應當有足夠的功率。名師出高徒 ,赫茲的恩師赫爾姆霍茨是一位理論和實驗俱佳的卓越物理學家。在他的指導和幫助下 ,赫茲很快制成了電磁波輻射源 ,當時它被稱作赫茲振蕩器。 當實驗設備根本備齊以后 ,赫茲投入了實驗過程。這時 ,他作為卡爾斯魯厄大學的年輕教授 ,每周需承當20幾節(jié)課的教學任務 ,這使他只能從課余擠時間進行實驗。 這一天 ,赫

8、茲正在上課?！敖裉斓恼n就講到這里 ,再見 ,先生們！〞赫茲教授說完 ,急忙將幾頁記得密密麻麻的記錄紙準備好 ,焦急地等待最后一個學生離開教室。到下一節(jié)課還有三個小時 ,這段時間應該好好的利用 ,再作一次實驗。 “卡爾 ,我們開始吧！〞他呼喚一直等候他的技師。二人很快把教室講臺當成實驗臺。這里是赫茲作試驗的唯一場所 ,因為卡爾斯魯厄大學給他的地方太小了。 赫茲習慣性地首先檢查諧振器 ,將諧振器放到高振蕩器有一。定距離的地方 ,使諧振器的平面與振蕩器上放電器的軸相吻合。實驗開始 ,赫茲和技師卡爾立刻忙碌起來 ,過了一個多小時 ,火花還是沒有迸發(fā)出來。當把各種可能發(fā)生的情況 ,都進行檢查后仍然毫

9、無結果 ,他們疲憊不堪地坐在桌旁。 赫茲已經(jīng)記不得這是第幾次失敗了。從一開始實驗 ,他就像與成功無緣似的 ,麥克斯韋預言過 ,電磁振蕩波一樣可以折射、反射 ,具有波的一切屬性。 　　在這個房間 ,他借助振蕩器和諧振器已經(jīng)證實了從電磁輻射源發(fā)出的電磁場 ,就是電磁波?？墒?,現(xiàn)在他想證明電磁波具有像光一樣的反射性能 ,他打算把 反射的電磁波記錄下來 ,然而卻一直沒有成功。 冥思苦想 ,新的思路終于誕生了。經(jīng)過調諧電磁輻射源的內部要素 ,加大每秒鐘振蕩的次數(shù) ,赫茲終于證明了電磁波具有光一樣的反射性能。在以后的工作中 ,赫茲悉心研究了電磁波的折射、干預、偏振和衍射等現(xiàn)象 ,并且證明了它們的傳

10、播速度等于光速 ,這樣 ,赫茲第一個證實了光從其本質上說也是一種電磁波的問題。 1898年 ,赫茲在應邀擔任波恩大學物理學教授的赴任途中 ,欣聞自己的著作?論電力射線?已經(jīng)出版 ,感到無限欣慰。 發(fā)現(xiàn)電磁波產(chǎn)生的巨大影響 ,連赫茲本人也沒料到。在他發(fā)現(xiàn)電磁波的第二年 ,有人問他 ,電磁波是否可以用作無線電通訊 ,赫茲不敢肯定。赫茲研究電磁波無意中丟下的種子 ,卻很快在異地開花結果了。 在發(fā)現(xiàn)電磁波不到6年 ,意大利的馬可尼、俄國的波波夫分別實現(xiàn)廠無線電傳播 ,并很快投人實際使用。其他利用電磁波的技術 ,也像雨后春筍般相繼問世。無線電報〔1894年〕、無線電播送〔1906年〕、無線電導航〔

11、1911年〕、無線 〔1916年〕、短波通訊〔1921年〕、無線電 〔1923年〕、電視〔1929年〕、微波通訊〔1933年〕、雷達〔1935年〕 ,以及遙控、遙感、衛(wèi)星通訊、射電天文學……它們使整個世界面貌發(fā)生了深刻的變化。 赫茲關于電磁波的實驗 ,為無線電技術的開展開拓了新的道路 ,構成了現(xiàn)代文明的骨架 ,后人為了紀念他 ,把頻率的單位定為赫茲。 2、電磁波對人體的危害 電磁波輻射能量較低 ,不會使物質發(fā)生游離現(xiàn)象 ,也不會直接破壞環(huán)境物質 ,但在到處充滿電子訊用品器材的現(xiàn)代生活 ,其電磁干擾特性卻不可掉以輕心 ,因為它隨時可能使人面臨危害的境地。電磁波的危害長時間使用電

12、腦之後 ,會感到身體疲勞、眼睛疲倦、肩痛、頭痛、想睡、不安 ,這些都是受了電磁波的影響。電磁波還會使人的免疫機能下降、人體中的鈣質減少 ,并引致異常生產(chǎn)、流產(chǎn)、視覺障礙、阻礙細胞分裂如癌、白血病、腦腫瘤...等。此外 ,電磁波會散發(fā)出一種擾亂人體狀態(tài)的正離子。經(jīng)實驗研究和調查觀察結果說明 ,電磁輻射對健康的危害是多方面的 ,復雜的 ,主要危害表現(xiàn)如下： 〔１〕 對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的危害 神經(jīng)系統(tǒng)對電磁輻射的作用很敏感 ,受其低強度反復作用後 ,中樞神經(jīng)系統(tǒng)機能發(fā)生改變 ,出現(xiàn)神經(jīng)衰弱癥候群 ,主要表現(xiàn)有頭痛 ,頭暈 ,無力 ,記憶力減退 ,睡眠障礙〔失眠 ,多夢或嗜睡〕 ,白天打瞌睡 ,易沖

13、動 ,多汗 ,心悸 ,胸悶 ,脫發(fā)等 ,尤其是入睡困難 ,無力 ,多汗和記憶力減退更為突出．這些均說明大腦是抑制過程占優(yōu)勢．所以受害者除有上述癥候群外 ,還表現(xiàn)有短時間記憶力減退 ,視覺運動反響時值明顥延長；手腦協(xié)調動作差 ,表現(xiàn)對數(shù)字劃記速度減慢 ,出現(xiàn)錯誤較多. 〔２〕 對機體免疫功能的危害 使身體抵抗力下降．動物實驗和對人群受輻射作用的研究和調查說明 ,人體的白血球吞噬細菌的百分率和吞噬的細菌數(shù)均下降．此外受電磁輻射長期作用的人 ,其抗體形成受到明顯抑制． 〔３〕對心血管系統(tǒng)的影響 受電磁輻射作用的人 ,常發(fā)生血液動力學失調 ,血管通透性和張力降低．由於植物神經(jīng)調節(jié)功能受到影

14、響 ,人們多以心動過緩病癥出現(xiàn) ,少數(shù)呈現(xiàn)心動過速．受害者出現(xiàn)血壓波動 ,開始升高 ,後又回復至正常 ,最後出現(xiàn)血壓偏低；心電圖出現(xiàn)R T 波的電壓下降 ,這是迷走神經(jīng)的過敏反響 ,也是心肌營養(yǎng)障礙的結果；P?Q間的延長 ,P波加寬 ,說明房室傳導不良．此外 ,長期受電磁輻射作用的人 ,其心血管系統(tǒng)的疾病 ,會更早更易促使其發(fā)生和開展． 〔４〕對血液系統(tǒng)的影響 在電磁輻射的作用下 ,周圍血像可出現(xiàn)白血球不穩(wěn)定 ,主要是下降傾向 ,白血球減少．紅血球的生成受到抑制 ,出現(xiàn)網(wǎng)狀紅血球減少．對操縱雷達的人健康調查結果說明 ,多數(shù)人出現(xiàn)白血球降低．此外 ,當無線電波和放射線同時作用人體時 ,對血液

15、系統(tǒng)的作用較單一因素作用可產(chǎn)生更明顯的傷害. 〔５〕對生殖系統(tǒng)和遺傳的影響 長期接觸超短波發(fā)生器的人 ,可出現(xiàn)男人性機能下降 ,陽萎；女人出現(xiàn)月經(jīng)周期紊亂．由於睪丸的血液循環(huán)不良 ,對電磁輻射非常敏感 ,精子生成受到抑制而影響生育；使卵細胞出現(xiàn)變性 ,破壞了排卵過程 ,而使女性失去生育能力。 高強度的電磁輻射可以產(chǎn)生遺傳效應 ,使睪丸染色體出現(xiàn)畸變和有絲分裂異常．妊娠婦女在早期或在妊娠前 ,接受了短波透熱療法 ,結果使其子代出現(xiàn)先天性出生缺陷〔畸形嬰兒〕. 〔６〕對視覺系統(tǒng)的影響 眼組織含有大量的水份 ,易吸收電磁輻射功率 ,而且眼的血流量少 ,故在電磁輻射作用下 ,眼球的溫度易升

16、高．溫度升高是造成產(chǎn)生白內障的主要條件 ,溫度上升導玫眼晶狀體蛋白質凝固 ,多數(shù)學者認為 ,較低強度的微波長期作用 ,可以加速晶狀體的衰老和混濁 ,并有可能使有色視野縮小和暗適應時間延長 ,造成某些視覺障礙．此外 ,長期低強度電磁輻射的作用 ,可促使視覺疲勞 ,眼感到不舒適和眼感乾燥等現(xiàn)象 〔７〕電磁輻射的致癌和致癌作用 大部份實驗動物經(jīng)微波作用后 ,可以使癌的發(fā)生率上升．一些微波生物學家的實驗說明 ,電磁輻射會促使人體內的〔遺傳基因〕 ,微粒細胞染色體發(fā)生突變和有絲分裂異常 ,而使某些組織出現(xiàn)病理性增生過程 ,使正常細胞變?yōu)榘┘毎绹v國外一大使館人員長期受到微波竊聽所發(fā)射的高度電磁輻射的作用 ,造成大使館人員白血球數(shù)上升 ,癌發(fā)生率較正常人為高．又如受高功率遠程微波雷達影響下的地區(qū) ,經(jīng)調查 ,當?shù)匕┗颊呒痹觯⒉▽θ梭w組織的致熱效應 ,不僅可以用來進行理療 ,還可以用來治療癌癥 ,使癌組織中心溫度上升 ,而破壞了癌細胞的增生． 除上述的電磁輻射對健康的危害外 ,它還對內分泌系統(tǒng) ,聽覺 ,物質代謝 ,組織器官的形態(tài)改變 ,均可產(chǎn)生不良影響。 5 / 55 / 55 / 5