14.1 电磁波的发现 优秀教案优秀教学设计高中物理选修3-4新课

14.1 电磁波的发现
核心素养：
通过《电磁波的发现》的学习过程，让学生体验科学家探索的历程，激发求知欲，提高逻辑推理能力。

激发爱国热情，感悟无线电通信在文明进步、现代社会中重要的应用价值。

教学目标：
1、让学生了解无线电的发展史；
2、让学生学会如何发射及接收无线电波；
3、让学生知道目前无线电发展的最新情况。

教学重点：无线电波的应用
教学难点：无线电波通信
教学过程：
课前：登陆教育平台，发送预习任务。

根据教育平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。

【引入】以谍战片作为题材的影视剧很多。

伪装者和潜伏就是其中的两部，那我们的谍报人员是用什么与上线彼此联系的呢？
生：无线电台
师：那无线电台又是利用什么来传递信息呢？
生：无线电波，今天我们就来回顾无线电波的发展历程！
师：我们知道无线电波就是电磁波的一种，哪位物理学家预言了电磁波的存在？哪位物理学家用实验验证了电磁波的存在？
生：麦克斯韦，赫兹
一、无线电波——电磁波的发现
师：1865年，英国物理学家麦克斯韦总结了前人的科学成果，提出电磁波预言。

1887年，德国物理学家赫兹（Hertz）用一个振荡电偶极子产生了电磁波，在历史上第一次直接验证了电磁波的存在。

赫兹实验公布后，轰动了全世界。

由法拉第开创，麦克斯韦总结的电磁理论，至此才取得决定性的胜利。

而无线电波也因此被命名为赫兹波。

赫兹当年做的实验我们今天把它搬到课堂上来，让我们重温那一经典时刻！
二、无线电大发展
1906年圣诞节前夜，美国的费森登和亚历山德逊在纽约附近设立了一个广播站，并进
行了有史以来第一次广播。

1912年，英国科学家埃克尔斯（Eccles）提出了无线电波通过电离层传播的理论，1921年实现了短波试验性广播；那么广播是如何利用无线电发射与接收信号的呢？
师：我们知道人的声音传递距离比较近，在教室里大声讲话，楼下就已经听不清了，无线电波它却可以传到很远，物理学家们就想到，把声音信号让它搭载到无线电波上，让无线电波带着它传递，就像火车（无线电波）拉货（声音）一样！这个过程我们把它叫做调制！
调制好的信号传递出去之后，我们如何接受并还原成声音呢？首先利用天线将信号接收过来，由于过来的信号既有高频的无线电波又有低频的声音，我们把无线电波顾虑掉留下声音信号，这个过程叫做解调。

我们可以看一下PPT上广播的传输过程。

今天我们也给大家准备了几套无线电发射与接收器材，大家自己按照电路连接好用话筒发射信号，利用调频收音机接受信号。

学生实验：广播信号的发射与接收
实验器材：话筒，电源，导线，调频收音机
利用所给器材连接好电路并小组配合，调节收音机得到话筒那边的发射信号学生展示做好的实验
师：无线电波搭载声音信号成功后，无线电波可不可以搭载其他的信号呢？
三、不断接力，闪亮登场，覆盖全球
20世纪60年代，中、大规模乃至超大规模集成电路的不断涌现，是电子技术发展史上重要里程碑。

人们开始讲图像信号利用无线电波传递。

促进了人类最重要的发明在1940年问世——电视机！
电视机又是如何接收到图像的呢？我们来看一下电视信号发射与传递过程，和电视信号传递相类似的就是网络信号的传递。

九十年代，计算机的网络时代也到来了。

又是一次跨时代的进步，它的出现将我们的地球变成了地球村。

刚刚我们同学也提到了移动电话利用了无线电传输，那不得不提的就是无线通讯技术 1973年摩托罗拉发明了第一部移动电话——大哥大。

四、数字化生存，中国的回归
相对国外无线电的蓬勃发展，无线电在中国的发展却很缓慢。

整整晚于西方发达国家20年的大哥大在90年代中国大地如雨后春笋般出现了。

这是移动通信系统第一次在中国大规模地应用，虽然它遵循的是国外标准，但至少中国人已经开始像400年前的先人一样接纳
世界上最先进的技术了。

2008年8月，3G网络已经开始在中国运转开来了。

5年后中国进入4G网络时代，到现在我国主推的极化码方案入选5G标准，新标准在2019年公布。

中国此次入选，打破了国外高通、英特尔等对国际通信标准的垄断。

我们从无线电应用的追赶者变成了引领者。

随着试点的进行，中国已经开始步入5G时代。

师：未来——无线电波还可以在哪些方面应用呢？
五、着眼未来——无线充能技术
无线电的发展未来还有更大的宝藏等着我们，现在人们把目光放在了无线电充能方面的研究，目前这些还是试验阶段：日本科学家研制了一种新型无线充电器并进行了成功演示。

这种新型充电器能够为1米外的设备充电，随着它的出现和普及，我们将在某一天与电源插头说“再见”我们的物理实验室对这方面也有研究，给大家展示无线供电装置。

苹果公司推出 iPhone 产品无线充电器，该无线充电器使用无线充电技术，把套上特别保护套的 iPhone 放在该无线充电版上即可充电。

iPhoneX的发布让我们进入了苹果无线充电的时代，其中无线充电板AirPower是可以同时为多款电子设备无线充电。

目前无线充电技术难攻克的几项技术问题！
这些问题都等着你们未来去攻克，我相信你们！
六、课堂训练。