高中物理第十四章电磁波第4节电磁波与信息化社会教案选修3-4解析（精选五篇）

第一篇：高中物理第十四章电磁波第4节电磁波与信息化社会教案选修3-4解析

14.4 电磁波与信息化社会

物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方面构成。教学目标

1了解光信号和电信号的转换过程； 2了解电视信号的录制、发射和接收过程； 3了解雷达的定位原理。

教学重点：电磁波在信息社会的作用。教学难点：电磁波在信息社会的作用。

一、电磁波与我们的生活

电视台通过电磁波，将精彩的电视节目展现给我们。

二、电视和雷达 1电视

（1）电视的历史：

1927年，美国人研制出最早的电视机。1928年，美国通用公司生产出第一台电视机。1925年，美国开始试验发射一些电视图像，不仅小，而且模糊不清。1927年，纽约州斯克内克塔迪一家老资格的无线电台开始每周三次进行试验性广播。1939年，全国广播公司在纽约市试验广播。美国最早的电视机，荧光屏是圆形的，只有5-9英寸大，差不多要坐在电视机跟前才能看清。但是，电视很快以惊人的速度冲进了美国人的家庭（第二次世界大战中，电视的发展一度陷入停顿。1947年美国家庭中约有1．4万台电视机，1949年达到近100万台。1955年，将近3000万台，1960年，达6000万台，于1951年问世的彩色电视机 以及大屏幕电视机也进入美国人家庭。目前美国约有l．2l亿台电视机，平均不到两个人就有一台电视机）。

中国最早的电视诞生在1958年3月17日。

这天晚上，我国电视广播中心在北京第一次试播电视节目，国营天津无线电厂（后改为天津通信广播公司）研制的中国第一台电视接收机实地接收试验成功。

这台被誉为“华夏第一屏”的北京牌820型35cm电子管黑白电视机，如今摆在天津通信广播公司的产品陈列室里。我国在1958年以前还没有电视广播，国内不能生产电视机。1957年4月，第二机械工业部第十局把研制电视接收机的任务交给国营天津无线电厂，厂领导立即组织试制小组，黄仕机同志主持设计。当年，试制组多数成员只有20岁上下，他们对电视这门综合电、磁、声、光的新技术极其生疏，没有见过电视机，参考资料也很少，通过对资料、国外样机、样件的研究，他们根据当时国内元器件生产能力和工艺加工水平，制定了“电视接收和调频接收两用、通道和扫描分开供电、采用国产电子管器件”的电视机设计方案。

我国第一台电视机的试制成功，填补了我国电视机生产的空白，是我国电视机生产史的起点，今天我国已成为世界电视机生产大国。（2）电视的录制

电视在电视发射端，由摄像管（图18-14）摄取景物并将景物反射的光转换为电信号。摄像镜头把被摄景物的像投射在摄像管的屏上，电子枪发出的电子束对屏上的图像进行扫描。扫描的路线如图所示，从a开始，逐行进行，直到b。电子束把一幅图像按照各点的明暗情况，逐点变为强弱不同的信号电流。天线则把带有图像信号的电磁波发射出去。

扫描行数：普通清晰度电视（LDTV——Low Definition Television的简称）200-300线，标准清晰度电视（SDTV）500-600线，高清晰度电视（HDTV）1000线以上。（3）信号的调制与发射

调制过程见图18-17甲图。请注意，摄象机无法在屏幕上显现声音信号，因此，这里还有一个同步录音后，将声波（机械波）转换成点信号的过程。最后，图象（电）信息和声音（电）信息都要同时调制在高频载波中去。

摄像机在一秒内传送25张画面，这些画面都要通过发射设备发射出去。电视接收机也以相同的速率在荧光屏上显现这些画面。由于画面更换迅速，眼睛又有视觉暂留现象，所以我们感觉到的是连续的活动景像。⑷电视信号的接收

在电视接收端，天线收到电磁波后产生感应电流，经过调谐、解调等处理，将得到的图像信号送到显像管（图18-16），还原成景物的像。显像管里的电子枪发射的电子束也在荧光屏上扫描，扫描的方式和步调与摄像管的扫描同步。同时，显像管电子枪发射电子束的强弱受图像信号的控制，这样在荧光屏上便出现了与摄像屏上相同的像。电视机天线接收到的电磁波除了载有图像信号外，还有伴音信号。伴音信号经解调取出后送到扬声器。

电视技术还广泛应用在工业、交通、文化教育、国防和科学研究等各个方面。现代化的办公室常常用到传真机。电视传递的是活动的图像，而传真传递的是静止的图像，如图表、书信、照片等。传真的原理和电视相似，也是把图像逐点变成电信号，然后通过电话线或其他途经传送出去。介绍：数字电视和等离子电视

数字电视是电视数字化和网络化后的产物。相对于传统的模拟电视，它可以同时传输和接收多路视频信号和其他数字化信息，同时令信息数字化存储以便观众随时调用。其图像水平清晰度达到１２００线以上，声音质量也非常高。与传统的模拟电视相比，数字电视的优点体现在：第一，提高了频率资源的利用率。利用数字压缩技术可以在一个标准有线电视模拟频道中传输4—10套电视节目。第二，提高电视信号的传输和接收质量，可以保证用户接收到和前端播出效果基本相同的电视信号。第三，可以提供数据广播。第四，逐步改变观众传统的收视习惯，由被动收看到准视频点播（NVOD）收看，以至下一步的收看真正的视频点播(VOD)。频率资源的增加有利于节目数量的增加和频道的专业化，可满足不同观众群体的需要。我国将在2008年全面推进数字高清晰度电视，2010年基本实现数字化，2015年停止模拟信号的播出。观众家里只要能够收看有线电视，那么，再接上一个机顶盒就可以收看丰富多彩的数字电视了。

等离子电视（PDM——Plasma Display Monitor的简称）: 等离子（PDP）是指通过在两张薄玻璃板之间充填混合气体，施加电压使之产生离子气体，然后使等离子气体放电并与基板中的荧光体发生反应，从而产生彩色影像的电视产品。它以等离子管作为发光元件，大量的等离子管排列在一起构成屏幕，每个等离子对应的每个小室内都充有氖氙气体，在等离子管电极间加上高压后，封在两层玻璃之间的等离子管小室中的气体会产生紫外光，并激发平板显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光。每个等离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化组合使之产生各种灰度和色彩的图像，类似显像管发光。等离子电视又被称做“壁挂式电视”，不受磁力和磁场影响，具有机身纤薄、重量轻、屏幕大、色彩鲜艳、画面清晰、亮度高、失真度小、视觉感受舒适、节省空间等优点。目前，常见的等离子电视有42、52、60寸。2雷达

雷达是利用无线电波测定物体位置的无线电设备。

电磁波如果遇到尺寸明显大于波长的障碍物就要发生反射，雷达就是利用电磁波的这个特性工作的．波长越短的电磁波，传播的直线性越好，反射性能越强，因此雷达用的是微波。

雷达的天线可以转动。它向一定的方向发射不连续的无线电波（叫做脉冲）。每次发射的时间不超过1ms，两次发射的时间间隔约为这个时间的100倍。这样，发射出去的无线电波遇到障碍物后返回时，可以在这个时间间隔内被天线接收。测出从发射无线电波到收到反射波的时间，就可以求得障碍物的距离，再根据发射电波的方向和仰角，便能确定障碍物的位置了。

实际上，障碍物的距离等情况是由雷达的指示器直接显示出来的。当雷达向目标发射无线电波时，在指示器的荧光屏上呈现一个尖形脉冲；在收到反射回来的无线电波时，在荧光屏上呈现第二个尖形脉冲，如图所示。根据两个脉冲的间隔可以直接从荧光屏上的刻度读出障碍物的距离．现代雷达往往和计算机相连，直接对数据进行处理。

利用雷达可以探测飞机、舰艇、导弹等军事目标，还可以用来为飞机、船只导航。在天文学上可以用雷达研究飞近地球的小行星、慧星等天体，气象台则用雷达探测台风、雷雨云。

三、移动电话

四、因特网

五、电磁波的危害

手机的危害原因

在待机状态下，手机不断的发射电磁波，与周围环境交换信息。手机在建立连接的过程中发电磁波可能造成的伤害，手机释放的电磁辐射对脑细胞的影响，电磁辐射的遗害会不断累积﹐在十至十五年后﹐很可能出现更多因手机普及而导致的癌症病例。电磁辐射对胎儿的发育起到极大的影响。容易导致胎儿畸形和发育不良。

第二篇：高中物理第十四章电磁波第4节电磁波与信息化社会第5节电磁波谱作业选修3-4教案

14.4 电磁波与信息化社会 14.5 电磁波谱

1．古代也采用过“无线”通信的方式，如利用火光传递信息的烽火台，利用声音传递信号的鼓等，关于声音与光，下列说法中正确的是()A．声音是机械波 B．声音是电磁波 C．光是电磁波 D．光是机械波 E．声音和光都能发生干涉和衍射现象 【答案】 ACE 2．关于雷达的特点，下列说法正确的是()A．雷达所用无线电波的波长比短波还短 B．雷达只有连续发射无线电波，才能发现目标 C．雷达的显示屏上可以直接读出障碍物的距离 D．雷达在能见度低的黑夜将无法使用 E．雷达的使用与黑夜和白天无关 【答案】 ACE 3．关于红外线的作用与来源，下列说法正确的是()A．一切物体都在不停地辐射红外线 B．红外线具有很强的热作用 C．红外线具有很强的荧光作用 D．红外线的显著作用是化学作用 E．红外线容易穿透云雾 【答案】 ABE 4.如图14­4­4所示为收音机接收电磁波的电路，由线圈L1与可变电容器C1组成，它相当于一个LC振荡电路，当各个无线电台发射的电磁波都通过磁棒后，会在L1中不同程度地产生感应电流(振荡电流)，当可变电容调至某一值(选台)使其振荡频率恰好与武汉人民广播电台发射频率相同时，仅可接收该台广播节目．若要改为接收中央人民广播电台(高于武汉台频率)的节目，可采取的措施是()

图14­4­4 A．增加电容器电容C B．减小电容器电容C C．减少磁棒上线圈匝数 D．将磁棒从线圈中抽出部分 E．增加磁棒上线圈匝数 【答案】 BCD 5．电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是无线电波、________、________、________.【解析】 在电磁波家族中，按波长由长到短分别为无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线等．

【答案】 见解析

6．一种电磁波入射到半径为1 m的孔上，可发生明显的衍射现象，这种波属于电磁波谱中的________．

【答案】 无线电波

7．间谍卫星上装有某种遥感照相机，可用来探测军用目标，这种照相机能拍到晚上关灯行驶的汽车，甚至车已经离开，也瞒不过它，这种遥感照相机敏感的电磁波属于________波程.【答案】 红外

8．如图14­4­5所示为某雷达的荧光屏，屏上标尺的最小刻度对应的时间为2×10－4 s，雷达天线朝东方时，屏上的波形如图甲；雷达天线朝西方时，屏上的波形如图乙，问：雷达在何方发现了目标？目标与雷达相距多远？

图14­4­5

【答案】 西方 300 km 9．雷达是应用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在300 MHz至1 000 MHz的范围内，已知真空中光速c＝3×108 m/s，下列说法中正确的是()A．电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生 B．电磁波可由周期性变化的电场和磁场产生

C．雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0.3 m至1 m之间 D．雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定 E．雷达工作时在连续不断地发射电磁波 【答案】 BCD 10．等离子显示屏PDP是一种以等离子管作为发光元件，并由大量的等离子管排列在一起构成的屏幕．每个等离子管的透明玻璃管内都充有低压的氖氙气体，管的两端各有一个电极，在两个电极间加上高电压后，封在管内的气体便产生某种肉眼看不见的射线，它激发显示屏上的红绿蓝三基色荧光粉发出可见光．每个等离子管作为一个像素，由这些像素的明暗和颜色变化的组合，便形成了各种灰度和色彩的图象，则该射线使荧光粉发出可见光是利用了光的________效应.【答案】 荧光

11．雷达测距防撞控制系统(Distronic，简称DTR)是利用脉冲电磁波来测定目标的位置和速度的设备，某机场引导雷达发现一架飞机正向雷达正上方匀速飞来，已知该雷达显示屏上相邻刻度线之间的时间间隔为1.0×10－4 s，某时刻雷达显示屏上显示的波形如图14­4­6甲所示，A脉冲为发射波，B脉冲为目标反射波，经t＝170 s后雷达向正上方发射和被反射的波形如图乙所示，则该飞机的飞行速度约为多少？

图14­4­6

【答案】 306 m/s

12.如图14­4­7所示为伦琴射线管示意图，K为阴极钨丝，发射的电子初速度为零，A为对阴极(阳极)，当A、K之间加直流电压U＝30 kV时，电子被加速打在对阴极A上，使之发出X射线，设电子的动能全部转化为伦琴射线(X射线)的能量．求：

图14­4­7(1)电子到达对阴极的速度多大？

(2)如果对阴极每吸收一个电子放出一个X射线光子，则当A、K之间的电流为10 mA时，每秒钟从对阴极最多辐射出多少个X射线光子？(电子质量m＝0.91×10－30 kg，电荷量e＝1.6×10－19 C)【答案】(1)1.0×108 m/s(2)6.25×1016个

第三篇：第十七章 电磁波与现代通信全部教案

17.1

教学目标 知识与技能 信息与信息的传递 第二十一、二十二课时

(1)知道信息和信息传播活动所经历的五次巨大变革．(2)了解早期的信息传播工具． 过程与方法

(1)通过阅读、看网了解信息传播过程和传播工具的发展．

(2)通过自制有线电报机与接收机的探究活动，培养学生初步的制作能力和思考理解能力 情感态度与价值观

(1)通过教师的引导、组织和学生的探究活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，使学生乐于探索生活中的物理学道理．(2)在教学活动中，注意培养学生善于表达、敢于否定权威和阐述自己新见解的精神． 教学重点 教学难点 教学准备 进行新课

一、信息

通俗地讲，信息是各种事物发出的有意义的消息。消息中包含的内容理解信息的含义，了解信息传播的经历和传播过程． 通过实验探索，理解电报机与接收机的工作原理． 多媒体课件、学案、课堂训练试卷

越多，信息量越大。

二、信息传播

1、语言、符号、图像是人类特有的三种信息 教师活动 学生活动

点评

2、在人类历史上，信息和信息传播经历了五次巨大变革（1）语言的产生

（2）文字的诞生（3）印刷术的诞生

（4）电磁波的应用（5）计算机技术的应用

看书P61，了解这五次巨大变革

三、早期的信息传播工具

1、信息必须通过传播都有意义

2、早期的信息传播工具有哪些？

答：烽火台、驿马、电报、电话、竹简、牛骨……

学生自己看书，了解莫尔斯电码和贝尔电话 拓宽学生的知识面

布 置 作 业：《补充习题》第一节 1、2、3 教学反思：

本章的内容比较简单，学生自学为主，培养他们的自学物理的能力。

17.2

教学目标 知识与能力： 电磁波及其传播 第二十三、二十四课时

1、知道波的基本特征以及波长、频率与波速之间的关系。

2、了解电磁波可以在真空中传播的特征，了解电磁屏蔽 过程与方法：

1、通过实验观察，知道电磁波的存在，并了解电磁屏蔽

2、了解电磁波在人类生活中的应用，体会科学为人类生活服务。情感、态度与价值观：

1、体验科学实验，让学生体会实验是人类探究未知世界的有力武器。

2、了解电磁波在人类生活中的应用，体会科学为人类生活服务。教学重难点

电磁波的特征以及波速、频率和波长的关系，电磁屏蔽；通过探究实验，学习机械波的相关名词，以及它们之间的区别与联系。教学过程

电磁波在生活中有很多的应用，大到控制宇宙飞船（神州七号），小到电动玩具车的遥控。那么，你了解电磁波吗？ 探究活动1：

水波

用滴管把水滴入水果盘中制造水波，并观察水波。探究活动2:

绳波学生用绳制造出波，并观察

波除了可以传递运动形态外，还可以传递什么？ 学生分组自学：振幅、周期、频率、波长、波速。

1.振幅：（A）表示波源偏离平衡位置的最大距离。单位：米（m）2.周期：（T）波源振动一次所需要的时间

单位：秒（s）3.频率：（f）波源每秒内振动的次数。

单位：赫兹（Hz）4.导出周与频率的关系式：

5.波长：（λ）波在一个周期内传播的距离。

单位：米（m）6.波速：（v）波传播的速度。

单位：米/秒（m/s）波速的公式：v=λ/ T

或v =λf 7.电磁波：电磁波是在空间传播的周期性变化的电磁场。8.电磁波谱：

例题：中央电视台第一套节目的波长为5.71m,频率为52.5MHz.试求电磁波的传播速度（1MHz=106Hz）。小结回顾

布 置 作 业：《补充习题》第二节 1、2、3 教学反思：

本节课主要以学生探究实验为主，教师演示实验为辅，所以时间上不太好控制，而且由于波的概念，初三的学生是第一次深入接触，所以掌握下来需要一定的时间。

即时间有些紧张，有可能完成不了教学任务。

17.3

一、教学目标

1、知识与技能

现代通信 第二十五、二十六课时

(1)知道卫星通信是通过微波来传递信息的

(2)知道光纤通信是通过光的反射来传递信息的；知道光导纤维是现代通信的主要传输工具。

2、过程与方法

（1）通过演示全反射，理解光纤内光的传播路径。（2）结合地理知识，理解同步卫星轨道。

3、情感、态度与价值观

（1）回顾我国人造卫星事业发展史，树立荣誉感。（2）对比现代信息传播特点，激发学习高科技的积极性。

二、教学重点、难点

重点：1.现代通信方式的各种用途和特点

2．光缆与电缆的优劣对比 难点：1.光缆中光传输的光路

2．通信卫星的要求

三、教学资源

1．自备：玩具激光电筒

2．教师演示：激光笔、尼龙丝、水槽。

四、教学设计 引入课题

请学生结合生活中的感受，谈谈对现代通信的认识。

出示水槽实验器材，槽底有一激光灯，提示学生注意观察光线射入角 度变化时，光路情况。

大家用玩具激光电筒点亮后，你会看到什么地方发光？

这现象说明什么？与刚才老师水槽演示初级的原理有什么关系？ 电磁波频率越高，能量越集中，传播信息能力越强。

微波是当前电磁波主要使用的频段，查阅书回答微波的频率范围。回顾小结：

通过今天的学习探究，你们知道了哪些有关现代通信的知识？ 布 置 作 业：《补充习题》第三节 1、2 教学反思：

通过相关实验，克服知识上的障碍和超前，使学生理解光纤通信的基本原理。

重视学生参与（实验、交流、总结），对现代通信有了初步认识，并通过对比知道各种通信方式的优缺点，同时也活跃了课堂气氛，突出人性化教育和正面引导。

第四篇：第10章 电磁波与信息技术(学生版)

初三物理（下）

初三物理（下）

初三物理（下）

初三物理（下）

初三物理（下）

第五篇：高中物理第十四章电磁波3电磁波的发射和接收素材选修3-4教案

3．电磁波的发射和接收

19世纪60年代，英国物理学家麦克斯韦总结前人的科学技术，提出了电磁波学说。20多年后，德国科学家赫兹通过实验，证明了电磁波的存在。

什么是电磁波呢?从电工学电磁感应现象知道，在电磁场里，磁场的任何变化会产生电场，电场的任何变化也会产生磁场。交变的电磁场不仅可能存在于电荷、电流或导体的周围，而且能够脱离其产生的波源向远处传播，这种在空间以—定速度传播的交变电磁场，就称为电磁波。无线电技术中使用的这一段电磁波称为无线电波。

无线电波的传播

理论分析和实验都表明无线电波是横波，即电场和磁场的方向都与波的传播方向垂直。而且电场强度与磁场强度的方向也总是相互垂直的。

无线电波在空间传播时，必然要受到大气层的影响，尤其以电离层的影响最为显著。电离层是由于从太阳及其他星体发出的放射性辐射进入大气层，使大气层被电离而形成的。电离层内含有自由电子是影响无线电波的主要因素。

电离层对无线电波的主要影响是使传播方向由电子密度较大区域向密度较小区域弯曲，即发生电波折射。这种影响随波段的不同而不相同。波长越长，折射越显著。30MHz以下的波被折回地面；30MHz以上的波，则穿透电离层。另外，电波受电离层的另—影响是能量被吸收而衰减。电离程度越大，衰减越大；波长越长，衰减亦越大。

无线电波的传播方式，因波长的不同而有不同的传播特性，分为地波、天波和空间波三种形式。

地波――沿地球表面空间向外传播的无线电波。中、长波均利用地波方式传播。

天波――依靠电离层的反射作用传播的无线电波叫做天波。短波多利用这种方式传播。

空间波――沿直线传播的无线电波。它包括由发射点直接到达接收点的直射波和经地面反射到接收点的反射波。超短波的电视和雷达多采用空间波方式传播。

各种波长的传播特性如下

长波(见波段划分表)波长在3000M以上，中波在100—1000M。长波段主要用作发射标准时间信号。而中波主要用作本地无线电广播和海上通信及导航。

短波主要靠天波传播。传送距离较远，甚至可以用作国际无线电广播，远距离无线电话和电报通信等。

超短波是波长在10M—1m的波，只能用空间波传播，其主要以直线传播为主，由于有地球曲率的影响，传播距离较短，不得不靠增加天线高度来增加通信距离。如无线电视等。利 用对流层和电离层散射，超短波传播距离大大增加，使雷达技术得到广泛应用。

频谱的高端300兆赫以上，我们称微波，主要是穿过电离层，用于卫星通信与无线电遥感等。

无线电波的接收

理论上讲，接收与发射是一个相反的过程。首先要使天线与电子线路都工作在发射载波的频率上，然后经解调与放大得到发端传送的信息。将调制信号还原出来的过程叫做解调。解调又有检波与鉴频和鉴相之分。

接收设备最重的任务是把远距离无线电发射机发送的载息无线电波中的有用信息提取出来。然后进入“解调器”。检波之后的音频信号经音频输出放大之后送到收音机的喇叭。

无线电接收机的技术参数：

灵敏度衡量接收机对微弱信号接收能力的重要参数，它与噪声系数可以相互换算。灵敏度可用电压表示uV或dBuV，也可以用功率表示dBm。以收音机为例，这是能否收到、或能否稳定收到电台广播的指标。

选择性衡量接收机对所需信号频率、频带的选择能力。接收机的调谐和通频带对选择性起决定作用。

频率特性接收机频率特性就是接收机的通频带。它的宽度应准确适应接收信号的频带宽度，只选信号，不需嗓声和干扰。

接收机的增益常常不是重要指标，而接收机的动态范围却是重要指标。所谓动态范围是指接收机在输入信号从非常微弱到非常强的范围内变动时，它能维持稳定的输出，并保持其额定灵敏度的能力。良好的接收机动态范围会达到甚至超过100dB。