电磁波的发现教案

1、电磁波的发现教学目标1、知识与技能：了解发现电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献。了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点，知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。2、过程与方法：体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法， 领会物理实验对物理学发展的基础意义。3、情感态度与价值观：领会发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法。教学重点与难点重点：麦克斯韦电磁场理论。难点：对电磁波与机械波的异同认识不清。教法选择和学法指导启发诱导法、类比法教学基本流程设计内容目的引入新课通过对机械波的形成及机械波的性质的复习对 电磁波的学习形成铺垫。课前预习让学生通过自己看书回答老师提出的

2、问题，初步了解电磁波的 发现过程。进行新课伟人的预百通过对麦克斯韦电磁理论的提出过程的学习体 会合理预百在科学研究中的巨大作用，引入电 磁波的概念。电磁波使学生明白电磁波与机械波的异同，体会电、 磁、光在木质上的统，性。赫兹的电火花验证麦克斯韦预言的正确性，使学生体会实验在物理学发展中的重要作用。课堂练习通过练习加深对麦克斯韦电磁理论的理解。归纳小结对本节所学知识进行整理回顾，加深印象。作业布置进一步巩固本节课知识教学过程划、节教学内容设计意图引 入 新 课通过前面机械波的学习，我们对机械波有了一 定的了解，请同学们会议有关机械波的知识。问：机械波是如何形成的？答：波源产生振动，通过介质将波源

3、的振动形 式向外传播形成机械波。问：机械波府哪些性质？答：机械波具有干涉、衍射、反射、折射等性 质。上一W们提到“光是一种电磁波”，电磁波 于我们的生活息息相关。问什么电磁波能得到这样 广泛的应用？它与机械波有何不同?我们将在这 节课里学习电磁波被发现历史，进而研究它的主要 特征。通过对机械波知 识的复习为本节 课电磁波的学习 做好铺垫。课 前 预 习让学生通过看书回答以下问题：1、麦克斯韦关于电场和磁场的顶己是什么？答：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生 电场。2、麦克斯韦的关于光的本质的预言是什么？ 答：从本质上来说，光是一种电磁波。3、赫兹的实验在电磁学的发展过程中有什么 作用？答：赫兹

4、的实验验证了电磁波的存在，并精 确的测定了电磁波在真空中的速度等于光 速，证实J麦克斯韦的预百。也为后来无线 电技术的发展开辟了道路。通过预习初步了 解电磁波的发现 过程，并记卜自己 的疑问，使自己听 讲时更有针对性。进 行 新 课1、伟人的预百变化的磁场产生电场问：通过3-2电磁感应的学习我们知道，闭合 线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流，可 是为什么会有感应电流呢？自由电荷是如何定向 移动的呢？答：有感应电流存在说明在线圈的周围存在感 应电场，自由电荷在感应电场的作用卜做定向移 动。问：如果回路不闭合，线圈中肩感应电流吗？ 有感应电动势吗？有电场吗？答：没有感应电流，在感应电动势和感应

5、电场1、从学生已经学 过的知识入手，步 步推理，体会麦克 斯韦的推理过程。 2、通过自然界的 对称性与和谐型， 引导学生推测既 然变化的磁场能 产生电场，变化的 电场也同样能产 生磁场。3、通过对加办兹的依然存在。问：如果空间没有线圈，还会有感应电场吗？答：有。麦克斯韦在对法拉第、安培、奥斯特、库仑等 科学家的研究成果进行了大量的分析、计算的基 础上，加以自己的推理、猜想，大胆的预言：即使 变化的磁场周围没有闭合回路，同样也会有磁场， 也就是说，变化的磁场产生电场，但这个电场与我 们前面所学的静电场是有区别的，它是一种涡旋 电场。变化的电场产生磁场我们知道自然规律存在着对称性与和谐性。麦 克斯

6、韦认为电与磁也是对称的、统一的。既然变化 的磁场能产生电场，那么变化的电场就一定能产 生磁场，。这个假说是基于麦克斯韦对自然规律的 洞察力提出的，是具有创造性的。问：教科书中提出：“如果在空间某区域中有 均匀变化的电场，那么这个变化的电场就在 空间激发变化的磁场空间可能存在电磁波。” 为什么要“周期性变化”呢？师：这也是麦克斯韦在当时的大胆猜想。可以由前面所学的知识类比理解。由E 可知，均 t匀变化的磁场周围产生的是均匀变化的电场，这 个电场不能再激发磁场，所以不会有电磁波。反 之，如果磁场是周期性变化的，那么它所激发的电 场必定也是周期性变化的，这个周期性变化的电 场再激发周期性变化的磁场，

7、如此循环下去， 就形成了电磁波。由此，麦克斯韦的电磁场理论可以概括为：A.变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁 场；B.均匀变化的磁场激发恒定的电场，均匀变 化的电场激发恒定的磁场；C周期性变化的磁场激发周期性变化的电 场，周期性变化的电场激发周期性变化的 磁场；D.变化的电场和磁场交替激发，形成一个不 可分割的统一体，由近及远向外传播，形成 电磁波。2、电磁波看课本14.1-3图，观察并回答问题电火花实验的分 析使学生了解实 验对物理发展的 巨大作用，同时由 于此实验证实了 麦克斯韦的预言， 也让学生明白合 理的猜测预言对 物理发展的作用， 而合理的猜测要 靠对生活的敏锐 观察和非凡的数 学

8、功底做后盾，体 现学科之间的紧 密联系。电场和磁场的方向有什么关系？它们与波 的传播方向有什么关系？说明电磁波是横波还是纵波？答：电场方向、磁场方向与波的传播方向两两 垂直，说明电磁波是横波。电场强度最大的位置，磁感应强度的值是怎 么样的？答：磁感应强度最大。麦克斯韦经过分析和计算，发现电磁波在真空 中的传播速度等于光速，所以推测光也是一种电磁 波，也遵循波的传播规律，即：电磁波在真空中的传播速度等于光速, 光是 一种电磁波；电磁波的波速、波长和频率的关系为：V f 0麦克斯韦的这个发现是物理学发展史上的一 个里程碑，这个理论揭示了光、电、磁在本质上是 统一的，但是很遗憾，麦克斯韦在有生之年并

9、没有 观察到电磁波，这项工作由德国科学家赫兹在麦克 斯韦去世20年后才得以完成。3、赫兹的电火花赫兹的电火花实验的装置如教科书图14.1-4所示。实验器材分为两部分，一是产生电磁波的装 置一一匕高压感应线圈相连的两个金属小球，二是探测、接收装置一一谐振环，用一根粗铜丝弯成环 状，环的两端各连一个间距可以调整的金属小球。赫兹通过电火花实验验证了电磁波的存在， 同 时，他还精确的测定了电磁波在真空中的传播速度 等于光速，证实了麦克斯韦的理论。课 堂 练 习1、麦克斯韦根据什么现象认为“变化的磁场 产生电场”？关于“变化的电场产生磁场”的观点， 他是在什么情况卜提出的？为什么说他的两个假 设是止确的？2、麦克斯韦关于电磁场理论的主要论点是什 么？请用麦克斯韦的电磁场理论说明电磁波是怎 么产生的。你家的照明电路在工作时会产生电磁波 吗？3、能否用实验说明电磁波的存在？通过练习加深对 麦克斯韦电磁场 理论的理解，体会 电磁波就在我们 身边，物理存在于 我们日常生活的 每个角落。归 纳 小 结1、麦克斯韦电磁波理论的主要论点？2、光与电、磁在本质上的联系？体现在哪里？3、赫兹的电火花实验