【教学目标】
1.了解电磁波的产生和传播。
2. 知道光是一种电磁波以及电磁波在真空中传播的速度有多快。
3． 了解波长、频率和波速之间的关系。
4． 了解电磁频谱。
5.了解电磁波在技术、经济和社会发展中的作用。
【教学重难点】
电磁波的产生和传播，理解磁场和电场的关系。
【教学流程】
1、新课程介绍
师：古人都渴望有千里眼，现在这个故事已经成为现实，人与人之间的交流也越来越方便。 （展示图片）大家看到的图片是“神舟六号”发射场景。 “神舟六号”起飞后，人们如何知道它已经到达预定地点？
学生回答：无线电波。
师：广播、电视、人造卫星、导弹、航天器等都是利用电磁波来传输信息，与地面进行通讯。 现代社会几乎所有部门都离不开“电磁波”。 可以说，“电”是现代文明的象征，“电磁波”是现代文明的神经中枢，或者说是现代化的代名词。
那么，什么是电磁波呢？ 它是怎么发生的？ 它有什么属性？ 如何用它来传输信号？ 今天我们来学习一下电磁波。
2、新课程教学
(1)麦克斯韦电磁场理论
老师首先向学生介绍麦克斯韦的生平，激发学生的好奇心和求知欲。
麦克斯韦（詹姆斯·克拉克，1831~1879）是英国理论物理学家、数学家。 1831年6月13日出生于英国爱丁堡。 他的父亲是一位科学家，他从小就受到科学的影响。 15岁时，他向英国皇家学会提交了一篇数学论文，并发表在《爱丁堡皇家学会学报》上，首次显露出了他的杰出才华。 1847年考入爱丁堡大学学习数学和物理。 1850年转入剑桥大学，1854年毕业后留校工作。1871年，麦克斯韦被任命为剑桥物理实验室主任。 1874年，他主持落成卡文迪什实验室，并担任该实验室第一任主任。 1879 年 11 月 5 日，麦克斯韦在剑桥去世。
麦克斯韦在电磁场理论方面的工作深受法拉第的影响。 他对法拉第的思想深信不疑，并决心为法拉第的场概念提供数学方法的基础。 尤其是当他在伦敦皇家学院任教时有机会拜访法拉第之后，这一信念更加坚定。 年轻的麦克斯韦凭借杰出的数学天赋和严谨的逻辑推理，对法拉第直观的电磁场理论进行了高度概括，总结了当时的电磁研究成果，建立了电磁场方程，建立了电磁场理论。
师：现在我们简单介绍一下麦克斯韦的电磁场理论。
1.变化的磁场产生电场
示范实验
该装置如图所示。 当通过螺线管的磁场随时间变化时，上线圈中产生感应电动势，产生感应电流使灯泡发光。
问：为什么小灯泡会发光？
学生回答：由于交流电产生的磁场不断变化，通过线圈的磁通量不断变化，在线圈中产生感应电动势，形成感应电流，小灯泡发光。
问：为什么电路（线圈）中的电荷可以朝一个方向移动？
学生回答：通过电场力。
教师总结：以上实验表明，变化的磁场在线圈中形成电场。
问：如果线圈断开，线圈中是否有电流或电场？
学生回答：有电场但没有电流。
问：如果线圈被拿走，它原来所在的空间是否有电场？
学生可能很难回答这个问题，但现在提出变化的磁场可以在其空间中产生电场是很自然的。
师：根据上述电磁感应现象，我们自然可以提出一个假设：变化的磁场产生电场。
麦克斯韦认为线圈只是用来表明电场的存在。 当线圈不存在时，变化的磁场也会在周围空间产生电场。 这是一个普遍规则，与是否存在闭合电路无关（如图A和B所示）。
2.改变电场会产生磁场
师：基于电现象和磁现象的相似性以及改变磁场可以产生电场的现象，麦克斯韦提出了另一个大胆的假设：改变电场也可以产生磁场。
演示课件中的动画加深了您对麦克斯韦电磁场理论的理解。
师：总结以上两个结论，麦克斯韦认为变化的电场和磁场是相互关联的，形成统一的电磁场。
麦克斯韦根据自己的理论进一步预测，如果空间的某一区域存在周期性变化的电场，那么这个变化的电场就会在其周围的空间产生周期性变化的磁场，而这个变化的磁场就会进而在周围空间产生新的磁场。 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，形成一个不可分割的统一体，这就是电磁场。
电场和磁场只是这个统一电磁场的两种具体表现。 这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并从它们发生的区域传播到周围的空间。 于是一个伟大的预言诞生了——太空中可能存在电磁波。
(2)电磁波
老师：解释电磁波的产生
电磁波的传播依靠电场和磁场的相互“激发”，因此不需要介质，可以在真空中传播。
1、电磁波形成示意图：
师：机械波分为横波和纵波，可以传递能量； 它们可以发生反射、折射、干涉和衍射； 它们通过介质传播，波速 v=λf。
2、类比机械波的特性，可以推导出电磁波的特性：
(1)电磁波中的电场和磁场相互垂直，且与波的传播方向垂直，即电磁波是横波。 光是一种电磁波。 先前研究的光的偏振现象已经证明了这一点。 如图所示。
(2)电磁波可以在真空中传播，将电磁能传播到周围空间。 电磁波在传播过程中会发生反射、折射、干涉和衍射等现象。
(3)三个特征量之间的关系：v=λf。 真空中v=3.0×108m/s。
教师与学生一起比较电磁波和机械波。
3．电磁波与机械波的比较
(1)传播条件：机械波传播需要介质，而电磁波则不需要介质。
(2) 传播定律：均遵循关系“V=λf=λ/T”； 而电磁波也会发生反射、折射、衍射、干涉等现象。
(3)传播性质：机械波传播机械能，电磁波传播电磁能。
(3) 电磁波谱
师：我们知道机械波有很多种电磁波的产生，有不同的频率。 电磁波的频率分类也很广。 无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、伽马射线都属于电磁波。 将电磁波按照波长或频率的顺序排列就是电磁波谱。
老师展示电磁频谱图
师：由于电磁波有不同的波长（频率）电磁波的产生，所以它们有不同的特性。 利用这些特性，电磁波广泛应用于生产和生活中。
①无线电波中的中、长、短波：广播等信号传输；
②无线电中的微波：卫星通信、电视等；
③红外线：加热理疗；
④可见光：看清世界、了解世界；
⑤紫外线：消毒；
⑥X线检查：诊断病情；
⑦γ射线：破坏病变细胞。
(4)电磁波的能量
师：电磁波我们看不见，但是电磁波却无处不在。 日常生活中经常使用微波炉来加热食物，这说明电磁波是有能量的，而且我们可以用仪器检测到电磁波的存在，这说明电磁波是真实存在的物质。
(5)电磁波通信
师：刚才提到无线电波可以用来通讯。 那么电磁波是如何完成通讯的呢？
1.无线电广播
(1)调制器将音频信号加载到高频电磁波上。
(2)调谐器选择特定频率的信号。
(3)扬声器将音频信号转换成声音。
2.电视
(1)相机将图像转换成电信号。
(2)发射器将电信号加载到频率非常高的电磁波上。
(3)发射天线将高频信号发射到空中。
(4)电视机的接收天线接收高频信号。
(5)电视机取出图像信号并放大。
(6)显像管将图像信号还原为图像。
3、手机
移动电话既是无线电发射器又是无线电接收器。 它们既可以发射也可以接收电磁波。
3. 新馆练习
1. 下列有关电磁波的说法正确的是（ ）
A、只要电场、磁场发生变化，就能产生电磁波
B.电磁波传播需要介质
C．停止发射电磁波，发射的电磁波仍可独立存在
D.电磁波具有能量，电磁波的传播伴随着能量的向外传递。
2. 电磁场理论预测什么（ ）
A．据预测，改变磁场可以在周围空间产生电场
B.预测改变电场会在周围空间产生磁场
C．预测电磁波的存在。 电磁波在真空中的传播速度是光速。
D.有人预言电可以产生磁，磁可以产生电。
3． 关于声波和电磁波的比较，下列说法正确的是（ ）
A．它们都会产生反射现象
B.声音是由物体振动产生的，电磁波是由电磁场变化产生的。
C．光是一种电磁波，B超使用的是声波。
D.它们都可以在真空中传播
4． 下列关于电磁波的叙述正确的是（ ）
A．电磁波的传播需要介质
B.电磁波在空间中沿特定方向传播
C．宇航员在月球上使用移动无线电话面对面交流
D.水波和声波是自然现象，而电磁波是人造现象。
5.关于电磁波产生的原因，下列说法正确的是（ ）
A．只要电路中有电流流过，电路周围就会产生电磁波。
B.电磁波是水波
C．电磁波只能在载流导体中传播
D.只要有变化的电流，周围空间就会产生电磁波
6.关于电磁波的波长，下列说法正确的是（ ）
A．电磁波的频率越高，波长越短
B、电磁波的波长为3×108毫米
C．电磁波的频率越低，波长越短
D.电磁波的波长与频率有关
