电磁波的教学设计

电磁波的教学设计

电磁波的教学设计

师生互动活动设计：

教师先通过实验引入，启发学生思考、想象，总结麦克斯韦理论，再利用哲学中相互联系的规律理解掌握电磁场理论．结合课本讲解电磁波概念，类比机械波，理解电磁波传播规律．

教学步骤：

一、引言：人类认识客观世界，发现新的事物，常有两种方式，一种是从生产实践、科学实验中观察分析后发现新的事物，另一种是从科学理论出发，预言新的事物存在．电磁波的发现，属于后一种．麦克斯韦从电磁场理论出发，运用了较为深奥的数学工具，得到了描述电磁场特性的规律，并预言了电磁波的存在．XX年后，他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言，发射并接收了电磁波，从而开创了无线电技术的新时代．我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论．

二、教学过程

l、麦克斯韦的理论要点一：变化的磁场产生电场

演示实验

装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光．

（1）线圈中产生感应电动势说明了什么？

麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场（涡旋电场）在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流．

（2）如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？

引导学生思考后回答，有电场、无电流．

（3）想象线圈不存在时线圈所在处的空间还有电场吗？（有）

（4）总结说明，麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关．

2、变化的电场产生磁场

我们知道，电流周围存在着磁场，麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系．经过反复思考提出一个假设，变化的电场产生磁场，这一点，我们从哲学上知道，事物之间是相互联系的，可以相互转化。

比如根据麦克斯韦的理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板问周期性变化着的电场周围也要产生磁场。

3、电磁场、电磁波

（l）概念

麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播．见课本图19—10，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波．

（2）电磁波的特点

①是横波：用课本p270图19－10说明

②是物质波，真空中也能传播，能独立存在（与机械波不同）

③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性

（1）波速公式（ ）

电磁波在真空中速度等于光速．

三、总结、扩展

麦克斯韦的电磁场理论

1、变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围产生磁场。

2、均匀变化的磁场，产生稳定的电场，均匀变化的电场，产生稳定的磁场．这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度（或电场强度）的变化量相等，或者说磁感应强度（或电场强度）对时间变化率一定。

3、不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场。

4、振荡的（即周期性变化的）磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场。

5、变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，向周围空间传播就是电磁波。

四、板书设计

电磁场  电磁波

一、麦克斯韦电磁场理论

1、变化的磁场产生电场

2、变化的电场产生磁场

3、电磁场的概念

二、电磁波

1、电磁波的产生

2、电磁波的特点