【教學目標】
1.了解電磁波的產生和傳播。
2. 知道光是一種電磁波以及電磁波在真空中傳播的速度有多快。
3． 了解波長、頻率和波速之間的關系。
4． 了解電磁頻譜。
5.了解電磁波在技術、經濟和社會發展中的作用。
【教學重難點】
電磁波的產生和傳播，理解磁場和電場的關系。
【教學流程】
1、新課程介紹
師：古人都渴望有千里眼，現在這個故事已經成為現實，人與人之間的交流也越來越方便。 （展示圖片）大家看到的圖片是“神舟六號”發射場景。 “神舟六號”起飛后，人們如何知道它已經到達預定地點？
學生回答：無線電波。
師：廣播、電視、人造衛星、導彈、航天器等都是利用電磁波來傳輸信息，與地面進行通訊。 現代社會幾乎所有部門都離不開“電磁波”。 可以說，“電”是現代文明的象征，“電磁波”是現代文明的神經中樞，或者說是現代化的代名詞。
那么，什么是電磁波呢？ 它是怎么發生的？ 它有什么屬性？ 如何用它來傳輸信號？ 今天我們來學習一下電磁波。
2、新課程教學
(1)麥克斯韋電磁場理論
老師首先向學生介紹麥克斯韋的生平，激發學生的好奇心和求知欲。
麥克斯韋（詹姆斯·克拉克，1831~1879）是英國理論物理學家、數學家。 1831年6月13日出生于英國愛丁堡。 他的父親是一位科學家，他從小就受到科學的影響。 15歲時，他向英國皇家學會提交了一篇數學論文，并發表在《愛丁堡皇家學會學報》上，首次顯露出了他的杰出才華。 1847年考入愛丁堡大學學習數學和物理。 1850年轉入劍橋大學，1854年畢業后留校工作。1871年，麥克斯韋被任命為劍橋物理實驗室主任。 1874年，他主持落成卡文迪什實驗室，并擔任該實驗室第一任主任。 1879 年 11 月 5 日，麥克斯韋在劍橋去世。
麥克斯韋在電磁場理論方面的工作深受法拉第的影響。 他對法拉第的思想深信不疑，并決心為法拉第的場概念提供數學方法的基礎。 尤其是當他在倫敦皇家學院任教時有機會拜訪法拉第之后，這一信念更加堅定。 年輕的麥克斯韋憑借杰出的數學天賦和嚴謹的邏輯推理，對法拉第直觀的電磁場理論進行了高度概括，總結了當時的電磁研究成果，建立了電磁場方程，建立了電磁場理論。
師：現在我們簡單介紹一下麥克斯韋的電磁場理論。
1.變化的磁場產生電場
示范實驗
該裝置如圖所示。 當通過螺線管的磁場隨時間變化時，上線圈中產生感應電動勢，產生感應電流使燈泡發光。
問：為什么小燈泡會發光？
學生回答：由于交流電產生的磁場不斷變化，通過線圈的磁通量不斷變化，在線圈中產生感應電動勢，形成感應電流，小燈泡發光。
問：為什么電路（線圈）中的電荷可以朝一個方向移動？
學生回答：通過電場力。
教師總結：以上實驗表明，變化的磁場在線圈中形成電場。
問：如果線圈斷開，線圈中是否有電流或電場？
學生回答：有電場但沒有電流。
問：如果線圈被拿走，它原來所在的空間是否有電場？
學生可能很難回答這個問題，但現在提出變化的磁場可以在其空間中產生電場是很自然的。
師：根據上述電磁感應現象，我們自然可以提出一個假設：變化的磁場產生電場。
麥克斯韋認為線圈只是用來表明電場的存在。 當線圈不存在時，變化的磁場也會在周圍空間產生電場。 這是一個普遍規則，與是否存在閉合電路無關（如圖A和B所示）。
2.改變電場會產生磁場
師：基于電現象和磁現象的相似性以及改變磁場可以產生電場的現象，麥克斯韋提出了另一個大膽的假設：改變電場也可以產生磁場。
演示課件中的動畫加深了您對麥克斯韋電磁場理論的理解。
師：總結以上兩個結論，麥克斯韋認為變化的電場和磁場是相互關聯的，形成統一的電磁場。
麥克斯韋根據自己的理論進一步預測，如果空間的某一區域存在周期性變化的電場，那么這個變化的電場就會在其周圍的空間產生周期性變化的磁場，而這個變化的磁場就會進而在周圍空間產生新的磁場。 周期性變化的電場……可見，變化的電場和變化的磁場是相互聯系的，形成一個不可分割的統一體，這就是電磁場。
電場和磁場只是這個統一電磁場的兩種具體表現。 這種變化的電場和變化的磁場總是交替產生，并從它們發生的區域傳播到周圍的空間。 于是一個偉大的預言誕生了——太空中可能存在電磁波。
(2)電磁波
老師：解釋電磁波的產生
電磁波的傳播依靠電場和磁場的相互“激發”，因此不需要介質，可以在真空中傳播。
1、電磁波形成示意圖：
師：機械波分為橫波和縱波，可以傳遞能量； 它們可以發生反射、折射、干涉和衍射； 它們通過介質傳播，波速 v=λf。
2、類比機械波的特性，可以推導出電磁波的特性：
(1)電磁波中的電場和磁場相互垂直，且與波的傳播方向垂直，即電磁波是橫波。 光是一種電磁波。 先前研究的光的偏振現象已經證明了這一點。 如圖所示。
(2)電磁波可以在真空中傳播，將電磁能傳播到周圍空間。 電磁波在傳播過程中會發生反射、折射、干涉和衍射等現象。
(3)三個特征量之間的關系：v=λf。 真空中v=3.0×108m/s。
教師與學生一起比較電磁波和機械波。
3．電磁波與機械波的比較
(1)傳播條件：機械波傳播需要介質，而電磁波則不需要介質。
(2) 傳播定律：均遵循關系“V=λf=λ/T”； 而電磁波也會發生反射、折射、衍射、干涉等現象。
(3)傳播性質：機械波傳播機械能，電磁波傳播電磁能。
(3) 電磁波譜
師：我們知道機械波有很多種電磁波的產生，有不同的頻率。 電磁波的頻率分類也很廣。 無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、伽馬射線都屬于電磁波。 將電磁波按照波長或頻率的順序排列就是電磁波譜。
老師展示電磁頻譜圖
師：由于電磁波有不同的波長（頻率）電磁波的產生，所以它們有不同的特性。 利用這些特性，電磁波廣泛應用于生產和生活中。
①無線電波中的中、長、短波：廣播等信號傳輸；
②無線電中的微波：衛星通信、電視等；
③紅外線：加熱理療；
④可見光：看清世界、了解世界；
⑤紫外線：消毒；
⑥X線檢查：診斷病情；
⑦γ射線：破壞病變細胞。
(4)電磁波的能量
師：電磁波我們看不見，但是電磁波卻無處不在。 日常生活中經常使用微波爐來加熱食物，這說明電磁波是有能量的，而且我們可以用儀器檢測到電磁波的存在，這說明電磁波是真實存在的物質。
(5)電磁波通信
師：剛才提到無線電波可以用來通訊。 那么電磁波是如何完成通訊的呢？
1.無線電廣播
(1)調制器將音頻信號加載到高頻電磁波上。
(2)調諧器選擇特定頻率的信號。
(3)揚聲器將音頻信號轉換成聲音。
2.電視
(1)相機將圖像轉換成電信號。
(2)發射器將電信號加載到頻率非常高的電磁波上。
(3)發射天線將高頻信號發射到空中。
(4)電視機的接收天線接收高頻信號。
(5)電視機取出圖像信號并放大。
(6)顯像管將圖像信號還原為圖像。
3、手機
移動電話既是無線電發射器又是無線電接收器。 它們既可以發射也可以接收電磁波。
3. 新館練習
1. 下列有關電磁波的說法正確的是（ ）
A、只要電場、磁場發生變化，就能產生電磁波
B.電磁波傳播需要介質
C．停止發射電磁波，發射的電磁波仍可獨立存在
D.電磁波具有能量，電磁波的傳播伴隨著能量的向外傳遞。
2. 電磁場理論預測什么（ ）
A．據預測，改變磁場可以在周圍空間產生電場
B.預測改變電場會在周圍空間產生磁場
C．預測電磁波的存在。 電磁波在真空中的傳播速度是光速。
D.有人預言電可以產生磁，磁可以產生電。
3． 關于聲波和電磁波的比較，下列說法正確的是（ ）
A．它們都會產生反射現象
B.聲音是由物體振動產生的，電磁波是由電磁場變化產生的。
C．光是一種電磁波，B超使用的是聲波。
D.它們都可以在真空中傳播
4． 下列關于電磁波的敘述正確的是（ ）
A．電磁波的傳播需要介質
B.電磁波在空間中沿特定方向傳播
C．宇航員在月球上使用移動無線電話面對面交流
D.水波和聲波是自然現象，而電磁波是人造現象。
5.關于電磁波產生的原因，下列說法正確的是（ ）
A．只要電路中有電流流過，電路周圍就會產生電磁波。
B.電磁波是水波
C．電磁波只能在載流導體中傳播
D.只要有變化的電流，周圍空間就會產生電磁波
6.關于電磁波的波長，下列說法正確的是（ ）
A．電磁波的頻率越高，波長越短
B、電磁波的波長為3×108毫米
C．電磁波的頻率越低，波長越短
D.電磁波的波長與頻率有關
