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第1節(jié)現(xiàn)代順風(fēng)耳—電話【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能1.了解電話是如何把聲音傳遞到遠(yuǎn)方的;2.了解電話交換機(jī)的用處;3.了解模擬通信和數(shù)字通信的基本區(qū)別。過程與方法1.通過看錄像、老師講解,了解電話是如何傳遞信息的;
2.通過學(xué)生的討論和活動,說明電話交換機(jī)的作用;通過學(xué)生活動展示什么是數(shù)字通信。情感、態(tài)度與價(jià)值觀【教學(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn):電話原理及模擬通信和數(shù)字通信的基本區(qū)別。難點(diǎn):了解電話交換機(jī)的應(yīng)用?!窘虒W(xué)準(zhǔn)備】或【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】教師用(學(xué)生每組):多媒體、演示電話機(jī)一部、視頻資源【教學(xué)過程】主要教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動一、聯(lián)系時(shí)事熱點(diǎn)、創(chuàng)設(shè)情景,引入新課【時(shí)事熱點(diǎn)創(chuàng)設(shè)問題情境、引入課題】2014年3月8日凌晨2點(diǎn)40分,馬來西亞航空公司MH370航班一架載有239人、由吉隆坡飛往北京的波音777于萬米高空突然消失,舉世震驚。中、美、馬等十一國聯(lián)合搜救;多少國人牽腸掛肚、24小時(shí)守候手機(jī)期待搜救的最新消息……【揭示課題】古人是如何傳遞信息的?現(xiàn)代人事如何傳遞信息的?電話為什么能夠傳聲呢?(設(shè)計(jì)意圖:聯(lián)系時(shí)事熱點(diǎn);類比古今人類傳遞信息的途徑;引起學(xué)生的思考,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、求知欲。)為馬航MH370失聯(lián)祈福!古人:烽火狼煙;快騎驛站;鴻雁傳書;雞毛信……
現(xiàn)代人:手機(jī);旗語、網(wǎng)絡(luò)通信等……二、合作探究,建構(gòu)知識(一)電流,把信息傳到遠(yuǎn)方。(二)電話交換機(jī)(一)體驗(yàn)感受、互動研討電話走進(jìn)了千家萬戶,你知道電話是誰發(fā)明的嗎?(設(shè)計(jì)意圖:學(xué)生了解歷史,崇尚科學(xué)。)【看一看】電話由那兩部分組成?【議一議】人發(fā)出聲信號經(jīng)過電線傳到了被叫的耳朵?打電話的時(shí)候你看到電話線在振動嗎?話筒、聽筒、電話線的作用是什么?【拆一拆】話筒、聽筒的構(gòu)造是怎樣的?話筒是怎樣將聲信號轉(zhuǎn)化為電信號的?聽筒是怎樣將電信號轉(zhuǎn)化為聲信號的?【歸納總結(jié)】1話筒由金屬盒、碳粒(碳精)、膜片構(gòu)成.人對話筒說話時(shí),聲波使膜片振動,膜片忽松忽緊地壓擠碳粒,使金屬盒的整體電阻忽大忽小,在電路里就產(chǎn)生了強(qiáng)弱按聲音振動而變化的電流,使聲音轉(zhuǎn)化為變化的電流.2聽筒由永磁鐵、螺線管、薄鐵片(膜片)構(gòu)成.當(dāng)電路中忽強(qiáng)忽弱的電流通過聽筒里的螺線管的時(shí)候,磁鐵對聽筒薄鐵片的吸力就發(fā)生忽大忽小的變化,薄鐵片就振動起來使變化的電流轉(zhuǎn)化為聲音.【練一練】(1)電話機(jī)聽筒里發(fā)生的主要能量轉(zhuǎn)化是()A.電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B.機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能C.內(nèi)能變成電能D.電能變成內(nèi)能(2)電話的聽筒主要應(yīng)用了電流的()A.熱效應(yīng)B.化學(xué)效應(yīng)C.磁效應(yīng)D.三種效應(yīng)都有在電話剛問世的時(shí)候,一部電話機(jī)要與多少部電話機(jī)通話,就要有多少對電話線與外部相連。請同學(xué)們畫圓圈代表電話機(jī),依次連接一下2部、3部、4部、5部、6部電話機(jī)兩兩相連,分別需用多少對電話線?你能找出n部電話需要電話線的對數(shù)嗎?數(shù)量如此巨大的電話線太浪費(fèi)材料了,而且話機(jī)太多數(shù)根本無法實(shí)現(xiàn)。該怎么辦呢?【看一看】教師播放視頻,學(xué)生看視頻,了解“交換機(jī)”的作用。閱讀課本內(nèi)容,了解電話交換機(jī)在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用及其發(fā)展史教師活動:組織學(xué)生閱讀課本內(nèi)容,組內(nèi)交流后回答下面的問題:問題展示:(用課件展示問題)①一個地區(qū)的所有電話都接到什么上?每部電話的號碼都一樣嗎?②如何實(shí)現(xiàn)不同地區(qū)間的電話相互通話?③打電話時(shí),如果出現(xiàn)“占線”現(xiàn)象,是否對方話機(jī)正在使用中?
④交換機(jī)的發(fā)展經(jīng)過了哪幾個階段?程控電話有哪些功能?你對此了解多少?觀看視頻,了解貝爾及電話的發(fā)明1876年貝爾話筒;聽筒學(xué)生討論,電話線沒有振動,傳遞的是聲信號。話筒:聲信號→電信號電話線:傳遞電信號聽筒:電信號→聲信號分組探究,去舊貨市場淘舊電話機(jī),學(xué)生自己拆解,了解話筒、聽濤的狗仔。并自學(xué)閱讀、分組討論分析話筒和聽筒的原理。(設(shè)計(jì)意圖:話筒和聽筒的構(gòu)造,原理不是教師告知和播放視頻課件,而是學(xué)生自己動手探究、思考分析。)(設(shè)計(jì)意圖:計(jì)算電話線的對數(shù),用到高中數(shù)學(xué)的數(shù)列知識,激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。)各小組討論;得出計(jì)算公式;需要很強(qiáng)的數(shù)學(xué)功底?。(n-1)/2觀看視頻,敘述交換機(jī)的作用①仔細(xì)閱讀課本相關(guān)內(nèi)容,準(zhǔn)確查找以上問題答案。②課本中有不懂的地方先作標(biāo)記,閱讀結(jié)束,有些問題會自行解決;如果確實(shí)解決不了,組內(nèi)集中討論。③對程控電話的多項(xiàng)功能,嘗試作出解釋。游戲一:由10名同學(xué),排成一字長隊(duì),第一名同學(xué)按老師手中的一個成語或一句話,聲情并茂地完成一套動作,只做給第二名同學(xué)看,第二名同學(xué)再只做給第三名同學(xué)看,依次做到第十名同學(xué)。最后請第一名和第十名同學(xué)同時(shí)做給同學(xué)們看,比較他們兩個有沒有差異。點(diǎn)撥:模擬信號就像剛才的游戲一樣,當(dāng)將聲音轉(zhuǎn)換成電流時(shí),這種信號電流的頻率、振幅變化的情況跟聲音的頻率、振幅變化的情況完全一樣,“模仿”著聲信號的“一舉一動”。游戲二:由一名學(xué)生執(zhí)筆,在黑板上任意寫下五個漢字,同學(xué)們分別給每個字標(biāo)定代碼,寫在漢字的下面(代碼的標(biāo)定是任意的,可以是各種形狀的不同組合,也可以是不同顏色的組合,還可以是橫與豎的不同組合等)。由10名同學(xué),排成一字長隊(duì),第一名同學(xué)從黑板上的十個字的代碼中,找出幾組代碼,能表達(dá)一定的意思為佳,只說給第二名同學(xué)聽,第二名同學(xué)再把他所聽到的只說給第三名同學(xué)聽,依次直到第十名同學(xué)。請每一名和第十名同學(xué)同時(shí)在黑板上寫出他們傳遞的代碼,其他同學(xué)一起來對比兩者有無差異?!練w納總結(jié)】①用不同符號的不同組合表示的信號,叫做數(shù)字信號,這種通信方式叫做數(shù)字通信。②通常的數(shù)字信號只包含兩種不同的狀態(tài),形式簡單,所以抗干擾能力特別強(qiáng)。另外,數(shù)字信號還可以通過不同的編碼進(jìn)行加密。介入游戲,激發(fā)興趣;類比理解模擬通訊和數(shù)字通訊的實(shí)質(zhì)。分組游戲,比對兩組游戲的不同結(jié)果理解兩種通訊的特點(diǎn)。(設(shè)計(jì)意圖:游戲激發(fā)興趣,借助類比遷移,理解概念。)了解數(shù)字信號的優(yōu)點(diǎn)三、反饋練習(xí)見附件1師巡視檢查完成反饋練習(xí)四、課堂小結(jié):本節(jié)課你有哪些收獲?還有哪些疑惑?顆粒歸倉學(xué)生討論梳理知識,交流收獲和疑惑。五、布置作業(yè)出示思考題題目見附件2課后完成【板書設(shè)計(jì)】第一節(jié)現(xiàn)代的順風(fēng)耳—電話【教學(xué)反思】一、教案的“亮點(diǎn)”二、教學(xué)中易出現(xiàn)的問題附件1【反饋練習(xí)】1.電話機(jī)中聽筒的作用是(
)A.使電流直接轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇鬊.將聲音轉(zhuǎn)變?yōu)殡娮鐲.使線圈的磁性隨電流而變化,使膜片發(fā)生振動而產(chǎn)生聲音D.碳粒電阻隨聲音強(qiáng)弱變化,使電流隨聲音強(qiáng)弱變化2.以下關(guān)于電話交換機(jī)的說法中,正確的是A.程控交換機(jī)是利用電腦按照輸入的程序“見機(jī)行事”的B.一臺程控交換機(jī)只能同時(shí)轉(zhuǎn)接兩部長途電話C.打電話“占線”說明對方的話機(jī)一定在通話中D.電話上的“來電顯示”是由用戶手機(jī)設(shè)定的,不需要程控交換機(jī)去完成3.下列關(guān)于“模擬信號”和“數(shù)字信號”說法正確的是A.“電報(bào)”信號屬于模擬信號
B.數(shù)字信號比模擬信號抗干擾能力強(qiáng)C.模擬信號比數(shù)字信號抗干擾能力強(qiáng)
D.電子計(jì)算機(jī)是以模擬信號來工作的4.數(shù)字通信是一種既現(xiàn)代又古老的通信方式,現(xiàn)代電話已全部采用數(shù)字信號進(jìn)行處理。若用“0”和“1”代表“開”和“關(guān)”這兩個動作,組成一組數(shù)字信號,可以表達(dá)一句話。例如:“我相信你能行”的數(shù)字信號為“0、01、1、10、00”。開關(guān)動作開關(guān)開關(guān)開開關(guān)開表示數(shù)字01010010中文意義我你相信行能請參照此代碼和上述例子,用另一組信號表達(dá)你想說的一句話:
,其數(shù)字信號為
。答案:1.答案:C
解析:聽筒內(nèi)部是一個電磁鐵,變化的電流使電磁鐵的磁性強(qiáng)弱變化,對膜片的作用也不同,使膜片振動發(fā)聲,所以是將電信號轉(zhuǎn)換為聲信號。故C選項(xiàng)正確。2.答案:A3.答案:B4.答案:我相信我能行;0、01、0、10、00.附件2【課后作業(yè)】1.1876年_________發(fā)明了電話,這是人類歷史上最偉大的發(fā)明之一。、最簡單的電話是由______、________和_______組成,它們是_______聯(lián)在電路里。2.下列說法中錯誤的是(
)A.話筒的作用都是把聲信號變成電信號B.聽筒和揚(yáng)聲器都是把電信號變成聲信號C.一般電話之間都是通過電話交換機(jī)來轉(zhuǎn)接的D.數(shù)字信號就是只能用數(shù)字表示的信號3.當(dāng)甲、乙兩部電話接通后,小明與小虹就對課堂上所學(xué)習(xí)“電話”知識展開了討論.以下說法中正確的是(
)A.甲的聽筒和甲的話筒,乙的聽筒和乙的話筒分別串聯(lián)在兩個不同的電路中B.甲電話的聽筒和乙電話的聽筒是串聯(lián)連接的,甲電話的話筒和乙電話的話筒是串聯(lián)連接的C.甲的聽筒和話筒,乙的聽筒和話筒都是串聯(lián)在一個電路中使用D.甲電話的聽筒和乙電話的話筒是串聯(lián)在一個電路中,乙電話的聽筒和甲電話的話筒是串聯(lián)在另一個電路中4.下列敘述中,正確的是(
)A.話筒的作用是把聲音直接傳遞到受話人的聽筒B.話筒的作用是把忽強(qiáng)忽弱的電流信號轉(zhuǎn)化成聲音信號C.話筒的作用是把聲音的振動轉(zhuǎn)化為強(qiáng)弱變化的電流信號D.話筒的作用是把電流直接送到受話人的聽筒5.在上海的小明家里剛剛裝上電話,他想給北京的姑姑打個電話問候,可電話在“占線”。請你幫他分析一下,下列哪種情況能造成這種現(xiàn)象(
)A.有人正給小明打電話B.小明的姑姑正在用電話C.上海和北京之間有太多的用戶在通話D.以上情況都有可能答案:1答案:貝爾;話筒;聽筒;電話線;串2答案:D3答案:D4答案;C5答案:C第1節(jié)現(xiàn)代順風(fēng)耳--電話一、教學(xué)目標(biāo)知識與技能1.了解電話是如何把聲音傳遞到遠(yuǎn)方的。2.了解電話交換機(jī)的用處。3.了解模擬通信和數(shù)字通信的基本區(qū)別。過程與方法1.通過看錄像、老師講解,了解電話是如何傳遞信息的,提高學(xué)生觀察、分析、概括能力。2.通過學(xué)生討論和活動,說明電話交換機(jī)的作用和展示什么是數(shù)字通信,增強(qiáng)學(xué)生運(yùn)用物理知識的觀念和能力。3.通過學(xué)生討論和活動,增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性和合作意識。情感、態(tài)度與價(jià)值觀1、通過講述貝爾發(fā)明電話的過程,培養(yǎng)學(xué)生不怕困難。積極探索的精神,了解技術(shù)改革對人類社會發(fā)展的作用。2、通過學(xué)生討論和學(xué)生活動,培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性及合作的意識。二、教材分析電話是現(xiàn)代家庭常見的通信工具,學(xué)生對其通信原理有著一定的了解。本節(jié)通過組合圖的方式對通信發(fā)展進(jìn)行回顧,使學(xué)生們對現(xiàn)代通信的快捷和便利有一個感性的認(rèn)識。鑒于學(xué)生對于電話的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、連接電話的網(wǎng)絡(luò)不了解,教師可采用實(shí)物剖解、學(xué)生連圖、多媒體、電話示教板演示等手段,教授相關(guān)知識。本節(jié)教學(xué)可以讓學(xué)生參與游戲活動,了解數(shù)字通信和模擬通信的基本知識。三、重點(diǎn)與難點(diǎn)電話的工作原理和電話交換機(jī)的用處。四、教學(xué)方法:討論法。五、教具準(zhǔn)備:微機(jī)、課件。六、板書設(shè)計(jì)第一節(jié):現(xiàn)代順風(fēng)耳──電話一、電流把信息傳到遠(yuǎn)方1.話筒的作用:把聲音信息轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏鳎?.聽筒的作用:把電流信息轉(zhuǎn)變?yōu)槁曇?。二、電話交換機(jī):三、模擬通信和數(shù)字通信:1、模擬通信:信號易失真,干擾能力弱。2、數(shù)字通信:信號不容易失真,抗干擾能力強(qiáng)。七、教學(xué)過程引入新課如果我們想了解遠(yuǎn)處的同學(xué)或朋友的近況,你可以怎樣做?由此導(dǎo)出新課:電話。進(jìn)行新課一、電話通過網(wǎng)頁資料相同學(xué)介紹電話的發(fā)明過程。讓學(xué)生列舉生活中常見的電話。取兩部手提電話讓兩名學(xué)生相互通話。剖析電話,讓學(xué)生觀察其結(jié)構(gòu),使學(xué)生了解電話的構(gòu)造及各部分的組成。利用多媒體及電話教學(xué)示教板分別演示話筒怎樣把聲信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?微機(jī)播放話筒的原理),聽筒怎樣把電信號轉(zhuǎn)變?yōu)槁曅盘?微機(jī)播放收話機(jī)與播話機(jī))。學(xué)生通過閱讀課本的組合圖的方式對通信發(fā)展進(jìn)行回顧,使學(xué)生們對現(xiàn)代通信的快捷和便利有一個感性的認(rèn)識。學(xué)生小結(jié)電話的結(jié)構(gòu)和作用。二、電話交換機(jī)的作用教師利用多媒體演示五臺電話,要求每一臺電話都可以與其他電話通話,讓學(xué)生連線,引導(dǎo)學(xué)生如何畫出最少連接導(dǎo)線,引出交換機(jī)。讓學(xué)生列舉現(xiàn)代電話的功能。(微機(jī)播放交換機(jī)的發(fā)展)三、模擬通信和數(shù)字通信問題:聲音轉(zhuǎn)換成信號電流后是怎樣傳遞的?教師讓一組同學(xué)做一個游戲:(1)、第一位同學(xué)站起來后坐下,接著第二位同學(xué)模仿,第三個……這樣最后一個同學(xué)就知道第一同學(xué)做了什么動作。(2)、在電腦屏幕上寫好規(guī)則:男同學(xué)表示“任”,女同學(xué)表示“務(wù)”,男左女右表示“完成”,男右女左表示“失敗”,安排學(xué)生分別表演:傳遞任務(wù)完成和任務(wù)失敗的信息。模擬信號在長距離傳輸和多次加工、放大的過程中,信號電流的波形會改變,從而使信號丟失一部分信息,表現(xiàn)為聲音、圖像的失真,嚴(yán)重時(shí)會使通信中斷.數(shù)字信號只包含兩種不同的狀態(tài),形式簡單,所以抗干擾能力特別強(qiáng).現(xiàn)代的電話已經(jīng)全部都采用數(shù)字信號進(jìn)行傳輸和處理.老師引導(dǎo)學(xué)生小結(jié)本節(jié)課的內(nèi)容。歸納總結(jié)、系統(tǒng)掌握在老師的引導(dǎo)下,讓學(xué)生用清晰的語言對本節(jié)課所學(xué)知識進(jìn)行歸納和總結(jié),再次回顧本節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn),使學(xué)生形成完整的認(rèn)知結(jié)構(gòu)和知識體系.同時(shí)也培養(yǎng)了學(xué)生的語言表達(dá)能力。課后研討、深化延展1、通過上網(wǎng)、查書等方式了解電話的種類和用途,并了解程控電話的各種功能。2、根據(jù)動手動腦自己制作一個電話?!驹O(shè)計(jì)意圖】:通過上網(wǎng)查資料等手段拓展學(xué)生的知識面,調(diào)動學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣;培養(yǎng)學(xué)生不僅僅通過課堂,還可以通過其他途徑學(xué)習(xí)的能力;及加強(qiáng)學(xué)生的動手能力的培養(yǎng)。第2節(jié)電磁波的海洋【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能1、簡述電磁波的產(chǎn)生和傳播
;2、說出電磁波在真空中的傳播速度
;3、簡述波長、頻率和波速的關(guān)系;過程與方法通過演示了解電磁波的產(chǎn)生及電磁波在真空中的傳播;情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過學(xué)習(xí)電磁波的知識,了解科技為人類帶來的便利,養(yǎng)成主動學(xué)習(xí)科學(xué)的習(xí)慣;【教學(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn):電磁波的產(chǎn)生與傳播;難點(diǎn):電磁波在真空中的傳播;【教學(xué)準(zhǔn)備】手機(jī)(兩部)、收音機(jī)、真空罩、抽氣機(jī)、導(dǎo)線、電池、多媒體課件?!窘虒W(xué)過程】主要教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動一、創(chuàng)設(shè)情景,引入新課事件概況:2014年3月8日凌晨2點(diǎn)40分,一架馬航波音777-200客機(jī)在起飛后2小時(shí)與蘇邦空中交通管制臺失去聯(lián)系。機(jī)上共有239人,載有154名中國乘客??罩锌蜋C(jī)怎么會與地面失去聯(lián)系呢?空中客機(jī)靠什么與地面建立聯(lián)系?(設(shè)計(jì)意圖:利用世人都觀注的“馬航客機(jī)失聯(lián)”事件引入新課,引起學(xué)生的思考,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。)學(xué)生閱讀教材,了解我們平時(shí)聽廣播、看電視節(jié)目,廣播中的聲音、電視節(jié)目的影像等等都是靠電磁波來傳播信號的。二、合作探究,建構(gòu)知識(一)電磁波是怎樣產(chǎn)生的【提出問題】電磁波在信息的傳遞中扮演著十分重要的角色。那么電磁波是怎樣產(chǎn)生的?又是怎樣傳播的呢?【演示實(shí)驗(yàn)】體驗(yàn)感受電磁波的存在在打開的收音機(jī)的附近,讓電池的負(fù)極與一根銼良好接觸,正極連接一根導(dǎo)線,拿著導(dǎo)線頭,讓它們與銼接觸,并在銼面上滑動。問題:為什么旁邊的收音機(jī)會發(fā)出“喀喀”聲?電磁波的產(chǎn)生:當(dāng)導(dǎo)體或電路中的某處有迅速變化的電流時(shí),在周圍空間就會產(chǎn)生向外傳播的電磁波。圖片介紹:上海東方明珠廣播電視塔,高468米,發(fā)射廣播和電視信號的頂端天線長118米。廣播電臺、電視臺及移動電話都是靠它們內(nèi)部復(fù)雜的電子線路產(chǎn)生迅速變化的電流產(chǎn)生電磁波。(設(shè)計(jì)意圖:通過演示實(shí)驗(yàn),讓學(xué)生感知電磁波的真實(shí)存在,創(chuàng)設(shè)物理情境,引起學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望。)(二)電磁波是怎樣傳播的【提出問題】電視塔發(fā)射電磁波也像聲音的傳播那樣,需要介質(zhì)嗎?【演示實(shí)驗(yàn)】把一個移動電話放入真空罩中,給這個電話打電話,這個電話能夠收到此信號嗎?結(jié)論:電磁波的傳播不需要介質(zhì)。月球上沒有空氣,聲音無法傳播。但是電磁波可以在真空中傳播,所以宇航員在月球上用電磁波來通信。想想畫畫:木桿的上下振動,通過水使振動向外傳播形成水波。教師講述:跟水波類似,電磁波也有自己的頻率、波長和波速。(1)波長(λ):鄰近的兩個波峰(或波谷)的距離。單位:米(2)頻率(f):在1s內(nèi)有多少次波峰或波谷通過,波的頻率就是多少。單位:赫茲(Hz)千赫(kHz)兆赫(MHz)(3)電磁波的波速(c):科學(xué)測量表明,真空中電磁波的波速c=2.99792485×108m/s≈3×105km/s知識小結(jié):各種振動與波的關(guān)系項(xiàng)目振動源波的形成水波木桿的上下振動通過水使振動向外傳播形成水波聲波發(fā)音體的往復(fù)振動通過空氣使振動向外傳播,形成聲波電磁波導(dǎo)體中有方向、大小變化很快的電流可以在真空中或介質(zhì)中通過變化的電場和變化的磁場相互激發(fā),形成電磁波放飛思維:電磁波的傳播跟光一樣,不需要介質(zhì),可以在真空中傳播,且傳播的速度也是c=2.99792458×108m/s,是否有似曾相識的感覺?你能猜想得到什么?知識拓展:1、不同頻率(或不同波長)的電磁波的傳播速度都相同,同時(shí)電磁波的波長、頻率和波速,滿足:波速=波長×頻率即:c=λf上圖所示的電磁波,頻率低,波長較長,下圖所示的電磁波,頻率高,波長較短2、電磁波是一個大家族,波長不同就有不同的作用。通常用于廣播、電視和移動電話的是頻率為數(shù)百千赫至數(shù)百兆赫的那一部分,叫做無線電波日常生活中的各種天線,有的是發(fā)射電磁波,有的是接收電磁波,我們生活中電磁波的海洋中。(三)電磁波與我們的生活那同學(xué)們知道電磁波在生產(chǎn)和生活中可以為我們做哪些事情呢?媒體展示:電磁波與我們的生活電視臺通過電磁波,將精彩的電視節(jié)目展現(xiàn)給我們。微波爐:表面和內(nèi)部同時(shí)加熱(水分子共振);將電磁波的能量轉(zhuǎn)化為食物的內(nèi)能。(設(shè)計(jì)意圖:讓學(xué)生充分利用網(wǎng)絡(luò),擴(kuò)大知識面,培養(yǎng)自主學(xué)習(xí),互動學(xué)習(xí),分析信息,獲取知識的能力。)教師演示學(xué)生用心觀察,聆聽教師:當(dāng)在導(dǎo)線與電池組成的電路中產(chǎn)生了快速變化的電流,變化的電流產(chǎn)生學(xué)生閱讀教材,了解電磁波看不見,摸不到,但電磁波可以傳遞各種信息。學(xué)生觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象真空罩內(nèi)的手機(jī)屏幕閃亮說明真空罩中的移動電話收到罩外傳給它的電磁波閱讀教材,了解波的相關(guān)概念。在一列水波的傳播中,凸起的最高處,叫做波峰;凹下的最低處,叫做波谷。每上下振次就完成一次全振動,就能形成一個波峰和一個波谷,相鄰的兩個波峰或者波谷的距離是一定的,這個距離稱為波長。波在一秒內(nèi)振動的次數(shù),叫做頻率。水波不停地向遠(yuǎn)處傳播,用波速來描述波傳播的快慢。學(xué)生大膽想象光其實(shí)就是一種電磁波!結(jié)合教材P152電磁波,了解不同頻率的電磁波在生活中的應(yīng)用向?qū)W生介紹電磁波譜,了解電磁波家族很大,可見光只是其中的一小部分。三、課堂小結(jié)這節(jié)課你學(xué)到了哪些知識?還有哪些疑惑?學(xué)生討論發(fā)言四、課堂檢測見附件1教師巡視、講評完成檢測題,五、課下作業(yè)見附件2【板書設(shè)計(jì)】第二節(jié)電磁波的海洋一、電磁波的產(chǎn)生電磁波是由變化的電流產(chǎn)生的二、電磁波的傳播1.電磁波的傳播不需要介質(zhì),在真空中也能傳播。2.長、頻率與波速的關(guān)系式為:c=λf。三、電磁波的應(yīng)用1.微波爐;2.雷達(dá)?!窘虒W(xué)反思】我們生活在電磁波的海洋里,學(xué)生對“電磁波”這一概念并不陌生,但是要把看不見、摸不著的電磁波講的直觀還是有一定難度的。本節(jié)亮點(diǎn):1、利用世人都觀注的“馬航客機(jī)失聯(lián)”事件引入本課,讓學(xué)生切實(shí)感觸電磁波就在我們身邊,而且對人類生活帶來及大的方便,很容易激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情,也讓學(xué)生初步理解電磁波的作用。2、通過水波講電磁波,讓學(xué)生更容易認(rèn)識有關(guān)電磁波的幾個概念,利用演示實(shí)驗(yàn)介紹電磁波是怎樣產(chǎn)生的,電磁波是怎樣傳播的,使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中領(lǐng)略科學(xué)的氣氛,使學(xué)生對陌生的知識產(chǎn)生親切感。本節(jié)不足:1、電磁波的傳播不需要介質(zhì),本節(jié)課只做了一個真空罩的實(shí)驗(yàn),如果能多做一些能證明電磁波能在固體、液體中傳播的實(shí)驗(yàn),并通過生活的實(shí)例來說明電磁波的傳播,會更讓學(xué)生信服。2、對于電磁波的應(yīng)用,比如微波爐、雷達(dá)知識,學(xué)生比較陌生,但對于家庭中普遍存在的電器――微波爐,在應(yīng)用中的一些常識,比如為什么不能使用金屬容器,微波爐的外殼是金屬殼,爐門的玻璃為什么要上有金屬網(wǎng),沒有給學(xué)生作具體的介紹,只好讓學(xué)生課下借助網(wǎng)絡(luò)媒體來拓展知識,通過網(wǎng)絡(luò)查尋,也是對本節(jié)內(nèi)容一個很好的課外補(bǔ)充。附件1【課堂檢測】1、目前,很多汽車的駕駛室里都裝有GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng))接受裝置,GPS接收器通過接受衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航信號,實(shí)現(xiàn)對車輛的精確定位并導(dǎo)航,衛(wèi)星向GPS接收器傳送信息依靠的是()A.激光
B.紅外線
C.紫外線
D.電磁波2、2012年9月25日,“遼寧號”航空母艦成功完成艦載機(jī)起飛降落等各項(xiàng)訓(xùn)練任務(wù)。通過衛(wèi)星電視,這一消息迅速傳遍全國,給國人以振奮。就此事以下說法正確的是()A.這一消息是通過超聲波傳播的B.這一現(xiàn)象說明電磁波可以傳播聲音和圖像信號C.人們幾乎同時(shí)知道這一消息,說明電磁波傳播不需要時(shí)間D.電磁波的傳播必須借助衛(wèi)星3、在我們的生活中,3G手機(jī)通信業(yè)務(wù)已經(jīng)非常普遍,使用3G手機(jī)不僅可以通話,還可以隨時(shí)通過無線網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)。下列說法正確的是()A.電磁波和聲波都是由物體的振動產(chǎn)生的
B.電磁波和聲波在空氣中的傳播速度都是340m/sC.手機(jī)無線上網(wǎng)是利用電磁波傳輸信息D.電磁波和聲波一樣不能在真空中傳播4、如圖是一臺收音機(jī)的屏板,當(dāng)向左調(diào)指針(圖中黑塊)時(shí),所接收的電磁波()
A.頻率變大,波長變大
B.頻率變大,波長變小
C.頻率變小,波長變小
D.頻率變小,波長變大5、我市目前已全面開通了3G手機(jī)通信業(yè)務(wù),廣大用戶可隨時(shí)通過無線網(wǎng)絡(luò)上網(wǎng)。這無線網(wǎng)絡(luò)是利用
傳輸信號,它在真空中傳播速度為
m/s。6、隱形飛機(jī)是一種先進(jìn)的軍用飛機(jī),可以減小被雷達(dá)發(fā)現(xiàn)的幾率。隱形飛機(jī)主要用的是材料,它能減少飛機(jī)對電磁波的,使雷達(dá)很難發(fā)現(xiàn)它。7、將正在放音的收音機(jī)放入一個金屬網(wǎng)中,注意收音機(jī)的音量變化,你將觀察到的現(xiàn)象是;若將正在放音的錄音機(jī)放入金屬網(wǎng)則(填“會”或“不會”)出現(xiàn)上述現(xiàn)象,其原因是。由于空間充滿電磁波,常對某些精密儀器產(chǎn)生干擾,用什么方法可以消除?附件2【課下作業(yè)】1、查閱資料或錯助媒體,了解電磁波對人的危害有哪些。
2.查閱資料或錯助媒體,了解隱形飛機(jī)機(jī)身的材料有什么特殊性?3、社會調(diào)查:現(xiàn)在家庭中使用的電器很多,如電冰箱、洗衣機(jī)、微波爐、空調(diào),還有收音機(jī)、電視機(jī)、手機(jī)等,哪些會發(fā)出電磁波?有什么事實(shí)支持你的說法?附:課堂檢測參考答案1、D2、B3、C4、D5、電磁波3×1086、吸波反射7、收音機(jī)的音量減弱不會金屬網(wǎng)能屏蔽電磁波用金屬網(wǎng)將精密儀器包起來或?qū)⒕軆x器放在金屬盒內(nèi)。第2節(jié)電磁波的海洋課題第2節(jié)電磁波的海洋教學(xué)目標(biāo)(一)知識與技能1.了解電磁波的產(chǎn)生和傳播。2.知道光是電磁波,以及電磁波在真空中的傳播速度。3.知道波長、頻率和波速的關(guān)系。(二)過程與方法通過實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解電磁波產(chǎn)生的條件。(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀體驗(yàn)電磁波是一種真實(shí)存在的物質(zhì),感受電磁波對科技和生活的作用。重點(diǎn)難點(diǎn)1.教學(xué)重點(diǎn):電磁波產(chǎn)生、傳播、應(yīng)用。2.教學(xué)難點(diǎn):電磁波的產(chǎn)生條件。教學(xué)方法講授、討論、實(shí)驗(yàn)、歸納、對比。教具學(xué)具多媒體課件,電磁波產(chǎn)生條件演示儀、DVB手持移動電視。教學(xué)過程引入教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖引入課題[用帶DVB移動電視的手機(jī)播放電視節(jié)目,大屏幕投影]用手機(jī)看電視,這在多年前還是一個夢想,如今,這一夢想已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)。移動電視信號的傳播,離不開電磁波。電磁波是如何產(chǎn)生的,電磁波在傳播過程有什么規(guī)律,電磁波有哪些應(yīng)用?電磁波看不見、摸不著,下面就讓我們“聽聽”電磁波。學(xué)生觀察,思考老師提出的問題。學(xué)生傾聽。通過DVB移動電視這一新生事物,激發(fā)學(xué)生的興趣,讓他們對電磁波的應(yīng)用有一個初步的認(rèn)識??隙ù蠹业南敕ǎ种赋鰡栴},激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。激疑、提起學(xué)生學(xué)習(xí)的愿望。新課講授教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖新課講授[板書]一、電磁波是怎樣產(chǎn)生的[演示實(shí)驗(yàn)]電磁波的產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)器材:干電池、小燈泡、鋼鋸條、直流電流表、收音機(jī)、導(dǎo)線等。在鋼鋸條的一面每間隔2cm左右粘上一段透明膠帶,如下圖。將收音機(jī)調(diào)至AM頻段,用導(dǎo)線夾將鋼鋸條接入電路,小燈泡發(fā)光、電流表偏轉(zhuǎn)。用夾子在粘有透明膠帶的一面從左至右滑動,小燈泡明暗交替,一閃一閃;同時(shí)電流表指針往復(fù)擺動,收音機(jī)揚(yáng)聲器發(fā)出“喀喀”聲。而在鋼鋸條未粘有透明膠條的一面滑動導(dǎo)線夾時(shí),收音機(jī)未發(fā)出“喀喀”聲。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:小燈泡交替亮滅說明電流發(fā)生變化。收音機(jī)“喀喀”聲說明產(chǎn)生了無線電信號。實(shí)驗(yàn)結(jié)論:[板書]1.變化的電流能在周圍產(chǎn)生電磁波2.實(shí)質(zhì):電磁場能量由近及遠(yuǎn)的傳播[提出問題]聲波和電磁波都是波,聲波可以在固體、液體和氣體中傳播,而真空則不能傳聲;那么電磁波傳播途徑是否和聲波一樣呢?[板書]二、電磁波的傳播演示實(shí)驗(yàn):①將一個手機(jī)置于空氣中,撥打其號碼,手機(jī)鈴響。②將該手機(jī)放入泡沫盒中,再進(jìn)行撥打,手機(jī)鈴響。③再將手機(jī)用塑料袋密封好,并置于水中,第三次撥打手機(jī),手機(jī)仍能夠接通。④最后將手機(jī)放置在透明的真空罩中,抽空內(nèi)部氣體,再撥打手機(jī),手機(jī)仍然能夠接通。[板書]電磁波能在真空中傳播2.電磁波的幾個要素波峰波峰波谷波長波長(1)波長:鄰近的兩個波峰(或波谷)的距離。單位是米(m)。(2)頻率:1s內(nèi)有多少次波峰或波谷通過,波的頻率就是多少。單位是赫茲(Hz),千赫(kHz)和兆赫(MHz)。(3)波速:波傳播的快慢。單位是米/秒(m/s)。3.電磁波的傳播速度真空中c=2.99792458×108m/s空氣中,接近真空光速。[電磁波發(fā)展簡史]1.法拉第磁感線的概念2.麥克斯韋預(yù)言電磁波的存在3.赫茲證明電磁波的存在4.馬可尼應(yīng)用電磁波通信學(xué)生聽老師介紹實(shí)驗(yàn)器材,觀察小燈泡明暗、電流表的示數(shù)變化,聽收音機(jī)的“喀喀”聲,感受電磁波的產(chǎn)生和傳播。和教師一起總結(jié)。聽老師講解。觀察老師的實(shí)驗(yàn)操作。知道光是一種電磁波,以及電磁波傳播的速度。讓事實(shí)和現(xiàn)象說話,突破教學(xué)難點(diǎn)。培養(yǎng)歸納總結(jié)的能力。適當(dāng)進(jìn)行能量思想的滲透。用事實(shí)揭示電磁波可以在真空中傳播。拓展人文知識,激發(fā)學(xué)生向科學(xué)家學(xué)習(xí)的愿望。閱讀科學(xué)世界“微波爐”。學(xué)生閱讀。培養(yǎng)自學(xué)能力。課堂小結(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計(jì)意圖1.變化的電流在周圍產(chǎn)生電磁波。2.電磁波能在真空中傳播。3.真空中電磁波傳播速度:c=3×108m/s認(rèn)真傾聽,記錄并記憶知識要點(diǎn)。梳理本節(jié)課的知識框架,掌握重點(diǎn)知識及相關(guān)計(jì)算公式。板書設(shè)計(jì)第2節(jié)電磁波的海洋一、電磁波的產(chǎn)生1.變化的電流能在周圍產(chǎn)生電磁波2.實(shí)質(zhì):電磁場能量由近及遠(yuǎn)的傳播二、電磁波的傳播1.電磁波可在真空中傳播2.波長、頻率3.真空中電磁波傳播速度:c=3×108m/s三、電磁波的應(yīng)用:微波爐、雷達(dá)等課后反思第3節(jié)廣播、電視和移動通信【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能1.了解無線電廣播的大致工作過程。2.大致了解電視的工作過程。3.了解移動電話是怎樣工作的。二、過程與方法通過了解廣播、電視和移動電話的工作過程,初步認(rèn)識科技對現(xiàn)代生活的影響。三、情感態(tài)度與價(jià)值觀通過學(xué)習(xí)廣播、電視和移動通信,體驗(yàn)現(xiàn)代應(yīng)用科技的價(jià)值?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】無線電信號的發(fā)射和接收過程?!窘虒W(xué)難點(diǎn)】移動電話的工作過程?!窘虒W(xué)準(zhǔn)備】學(xué)生課前收集、整理的資料,收音機(jī)、電視機(jī)和移動電話各一臺,教師用多媒體課件。【教學(xué)過程】主要教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動【創(chuàng)設(shè)情境激趣誘思】利用多媒體展示電磁波在生活中的應(yīng)用,導(dǎo)入新課。[新課導(dǎo)入]課件展示圖片導(dǎo)入語:電視、電話已經(jīng)走進(jìn)了千家萬戶,有了電視能讓我們坐在家里了解世界,有了移動電話使通訊更加方便。那么它們是怎樣利用電磁波來傳遞聲音和圖像信號呢?【板書課題】21.3廣播、電視和移動通信(設(shè)計(jì)意圖:通過生活中常用的電視、手機(jī)等圖片引入電磁波的廣泛應(yīng)用,通過問題激發(fā)學(xué)生的思考,激發(fā)學(xué)生的求知欲。)觀看多媒體課件;意識到電磁波的應(yīng)用很廣泛,怎樣用電磁波傳遞聲音和圖像信號,期待本節(jié)課的學(xué)習(xí)?!竞献骰犹骄啃轮繜o線電廣播信號的發(fā)射和接收1.無線電廣播信號的發(fā)射過程2.無線電廣播信號的接收過程電視信號的發(fā)射和接收1.電視信號及其伴音的發(fā)送2.電視信號及其伴音的接收移動電話1.移動電話的工作原理2.無繩電話音頻、視頻、射頻和頻道1.無線電廣播信號的發(fā)射過程——廣播電臺[自學(xué)提綱]通過閱讀課本154頁,完成課件展示的內(nèi)容:(時(shí)間3min)1.無線電廣播信號的發(fā)射和接收分別由________和________來完成。2.用________傳遞聲音信號,需要把聲音信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘柤虞d到________上,再把載有這種信號的電磁波向外界發(fā)射出去,在接收處需要把加載在電磁波上的信號取出并放大,然后還原為________。[精講點(diǎn)撥]電磁波傳遞信息又快又遠(yuǎn),無線電通信就是利用它作為“載體”來傳遞信息,進(jìn)行無線電通信。發(fā)射電磁波是為了利用它作為傳遞信號的載體,正如放飛信鴿是為了用信鴿來傳送信件一樣。無線廣播的信號由廣播電臺以電磁波的形式向外發(fā)射。如圖所示是無線電廣播的發(fā)射過程。在電臺,播音員的聲音首先通過話筒轉(zhuǎn)化成電信號,然后用調(diào)制器把音頻電信號加載到高頻電磁波(載波)上,再通過天線發(fā)射到空中,傳向各地。這就如同將信縛到了鴿子身上,飛鴿攜帶信息飛向各地相似。這里無線電廣播傳遞的是聲音。在電臺先要把聲音變成電信號,如同家鴿只能縛上信紙而不能攜帶口信(人可傳話)。但電信號較弱不能直接用來發(fā)射,所以要加到高頻(載波)上,這樣才能傳播得遠(yuǎn)。2.無線電廣播信號的接收過程——收音機(jī)[精講點(diǎn)撥]如圖是無線電廣播的接收過程。收音機(jī)的天線,是接收電磁波的。收到各種各樣的電磁波都變化成聲音是嘈雜的,所以收音機(jī)要選臺接聽,轉(zhuǎn)動收音機(jī)調(diào)諧器的旋鈕,可以從中選出特定頻率的信號。收音機(jī)內(nèi)的電子線路再把“聲音信號”從中取出,如同摘下飛鴿身上的信件,然后進(jìn)行放大,送到揚(yáng)聲器里。揚(yáng)聲器把音頻電信號轉(zhuǎn)換成聲音,這樣我們就真正接收到了聲音的信息。(設(shè)計(jì)意圖:通過課件展示圖片對比,把發(fā)射和接收無線電信號比喻成信鴿送信,類比可以讓抽象的知識更加具體,學(xué)生更容易理解。)[自學(xué)提綱]通過閱讀課本155頁,完成課件展示的內(nèi)容:電視信號的發(fā)射和接收,分別由________和________來完成。電視用________同時(shí)把________信號發(fā)射到四周空間,電視機(jī)的接收天線把高頻電視信號接收下來,通過電視機(jī)把圖像信號和聲音信號取出并放大,然后把它還原成圖像和聲音。[精講點(diǎn)撥]1.電視信號及其伴音的發(fā)送——電視臺電視臺與廣播電臺相類似,是負(fù)責(zé)發(fā)射信號的,但是電視臺的發(fā)射不僅有聲音信號,而且還多了圖像信號,因此電視臺的發(fā)射裝置多了攝像機(jī),攝像機(jī)就是將圖像信號變成電信號的裝置。2.電視信號及其伴音的接收——電視機(jī)電視機(jī)與收音機(jī)相似,它是負(fù)責(zé)接收信息的裝置,是接收聲音與圖像信息的裝置,因此電視機(jī)比收音機(jī)先進(jìn)。電視機(jī)的接收天線把接收到的信號接收下來,聲音由收音部分完成轉(zhuǎn)換,圖像部分由顯像管還原成圖像。1.移動電話的工作原理移動電話,我們俗稱"大哥大",是目前最先進(jìn)的個人無線通訊設(shè)備。每一個移動電話都是一個無線電臺,它將用戶的聲音轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l電信號發(fā)射到空中;同時(shí)它又相當(dāng)于一個收音機(jī),捕捉空中的電磁波,使用戶接收到通話對方送來的信息。無線電波可以遍布空間的任何角落,所以可以隨地接收。手持電話由于體積很小,發(fā)射及接收的功率不大,它的天線也很簡單,靈敏度不高。因此,它跟其他用戶的通話要靠較大的固定無線電臺轉(zhuǎn)接。這種固定的電臺叫做基地臺,跟電話交換機(jī)相連。靠基地臺的幫助能把移動電話的微弱的信號放大,從而再與外界進(jìn)行聯(lián)系。為保證通話的質(zhì)量,必須建立較多的無線電臺進(jìn)行信號的傳遞。這種基地臺經(jīng)常要建在高處,因此城市中高大建筑上常常見到它的身影。2.無繩電話還有一種可以移動的電話,叫做無繩電話。無繩電話是普通電話和移動電話結(jié)合的產(chǎn)物,它的主機(jī)和手機(jī)(子機(jī))上各有一個天線,它們之間通過無線電波來溝通。主機(jī)相當(dāng)于一個小型基地臺,手機(jī)如同移動電話,但基地臺功率太小,所以離的不能太遠(yuǎn),只能在主機(jī)附近大約幾十米到幾百米的范圍內(nèi)工作。[自學(xué)閱讀]課本“科學(xué)世界”1.什么是音頻、視頻、射頻和頻道?2.在VCD和電視機(jī)上找出音頻和視頻的插孔,練習(xí)用線將其連接起來。閱讀課本內(nèi)容并填空:1.廣播電臺、收音機(jī)2.無線電波、電磁波、聲音信號。歸納總結(jié):1.音頻信號就相當(dāng)于寫信的人把信寫好;2.高頻振蕩電流就相當(dāng)于能夠運(yùn)載信件的信鴿、馬、火車、飛機(jī)等交通工具;3.調(diào)制器的調(diào)制過程就相當(dāng)于把信件裝在了信鴿、馬、火車、飛機(jī)等交通工具上。觀看多媒體并聽講解:高頻載波攜帶信息傳出是第一步,我們在家里打開收音機(jī)收聽是第二步.信號的接收是由收音機(jī)完成。飛鴿飛到的目的地如同收音機(jī),但仍要有人將信從飛鴿腳上取下,并讀出來?!绢惐取?.天線接收是把所有的送信使者都接了下來;2.選臺就是看到帶有你所需要信件的使者;3.解調(diào)就是把信件從使者身上解下來;4.揚(yáng)聲器就是把開信件打開了,我們了解了相關(guān)信息。閱讀并填空:1.電視臺、電視機(jī)2.電磁波、圖像信號和聲音理解電視信號的發(fā)射過程:攝像機(jī)把圖像變成電信號,話筒把聲信號變成電信號并經(jīng)音頻放大器放大,這兩種信號電流進(jìn)入發(fā)射機(jī)加載在高頻振蕩電流上調(diào)制為高頻視信號和聲信號振蕩電流,然后進(jìn)入發(fā)射天線,發(fā)射出載有視信號和聲信號的高頻電磁波。理解電視信號的接收過程:電視機(jī)的接收天線接收電磁波,經(jīng)接收機(jī)——選臺(調(diào)諧器)把載有視信號和聲信號的高頻電磁波變成電流、并解調(diào)(檢波器)檢取出視頻電流和音頻電流,視頻電流由顯像管經(jīng)視頻放大器放大然后還原成圖像,音頻電流經(jīng)音頻放大器放大由揚(yáng)聲器轉(zhuǎn)換成聲音.學(xué)生說出固定電話和移動電話的區(qū)別:兩種電話的工作原理基本一樣,只是聲音信息的傳遞方式不同,固定電話靠電流來傳遞,而無線電話(移動)靠空間的電磁波來傳遞。從聲音信號傳播的途徑來看,手持移動電話、固定電話、無繩電話、小靈通這幾種通信工具有什么區(qū)別?兩部手持移動電話之間通話,聲音信號完全由電磁波作信號載體;固定電話之間通話,則完全由導(dǎo)體中的電流來作聲音信號的載體;兩部無線電話或小靈通之間通話,信號載體先是電磁波,再是電流,最后又是電磁波。若是不同的通信工具之間通信,則情況可能更復(fù)雜。學(xué)生看書后回答【盤點(diǎn)收獲】引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)收獲。學(xué)生交流討論自己的收獲和困惑?!菊n堂檢測】教師巡視點(diǎn)評完成檢測題(見附件1)【家庭作業(yè)】完成課本157頁“動手動腦學(xué)物理”1、2題課后完成【板書設(shè)計(jì)】21.3廣播、電視和移動通信
一、無線電廣播信號的發(fā)射和接收
1.發(fā)射;2.接收。
二、電視的發(fā)射和接收
1.發(fā)射;2.接收。三、移動電話
1.基地臺;2.無繩電話。【教學(xué)反思】一、案例中的“亮點(diǎn)”電磁波本身看不見、摸不著,比較抽象,而低頻電流、高頻電流、調(diào)制、解調(diào)等名詞專業(yè)性較強(qiáng),教師講不明白,學(xué)生也聽不明白,利用類比的方法把廣播的過程中用送信的情景能很好地幫助學(xué)生建立電磁波傳送信息的模型。二、教學(xué)中易出現(xiàn)的問題教學(xué)中如果直接講解廣播電視發(fā)射和接收原理學(xué)生會一頭霧水,聽不懂,要從生活中聽廣播、打電話學(xué)生知道的生活現(xiàn)象著手,通過類比滲透其工作原理,這樣接受會自然、順暢。附件1:達(dá)標(biāo)檢測1.下列有關(guān)廣播、電視、移動電話的信息發(fā)射、傳遞、接收過程,以下說法不正確的是()A.它們都是靠電磁波傳遞信息的B.它們的發(fā)射、接收過程類似C.在發(fā)射過程中,都要把電信號加載到頻率很高的電磁波上D.移動電話和收音機(jī)、電視機(jī)一樣只有接收功能,沒有發(fā)射功能2.能把聲信號和圖像轉(zhuǎn)化為電信號的裝置是()A.揚(yáng)聲器和攝像機(jī)B.話筒和攝像機(jī)C.話筒和顯像管D.揚(yáng)聲器和顯像管3.轉(zhuǎn)動收音機(jī)調(diào)諧器的旋鈕()A.選定某一頻率的電臺信號B.調(diào)節(jié)收音機(jī)的音量C.把音頻信號轉(zhuǎn)換成聲音D.把聲音信號從高頻調(diào)制信號中檢出來4.小明、小紅、小云、小月四位同學(xué)在一塊兒議論移動電話的話題,他們有以下幾種說法,你認(rèn)為不正確的是()A.每一個移動電話都是一個無線電臺,可發(fā)射無線電波B.每一個移動電話都能接收空中的無線電波C.甲與乙可以直接通話,說明移動電話甲發(fā)射的無線電波直接傳到了乙處D.移動電話就是我們平時(shí)說的手機(jī)5.我國是手機(jī)使用人數(shù)最多的國家,手機(jī)之間通過_________進(jìn)行通訊;在真空中它的傳播速度是_______________m/s。答案:1.D2.B3.A4.C5.
電磁波;3×108。第4節(jié)越來越寬的信息之路【教學(xué)目標(biāo)】一、知識目標(biāo):常識性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信。二、能力目標(biāo):通過了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信的知識,提高學(xué)生應(yīng)用物理知識解決實(shí)際問題的能力。三、德育目標(biāo):通過學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識,了解科技為人類帶來的便利,提高學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣?!窘虒W(xué)重、難點(diǎn)】:了解現(xiàn)代通信知識。【教學(xué)方法】:采用問題引導(dǎo)、對比觀察和實(shí)驗(yàn)探究、分析、講解法、討論法。【教學(xué)準(zhǔn)備】:微機(jī)、光纖棒?!窘虒W(xué)過程】主要教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動情景創(chuàng)設(shè)提出課題【情境創(chuàng)設(shè)】:為什么新聞聯(lián)播伴隨著視頻播放?結(jié)合上節(jié)課我們學(xué)習(xí)的無線電廣播和電視的工作過程,你認(rèn)為電視廣播和聲音廣播相比,在相同的時(shí)間內(nèi)哪個傳輸?shù)男畔⒍??信息理論表明:作為載體的電磁波,頻率越高,相同時(shí)間內(nèi)可以傳輸?shù)男畔⒕驮蕉啵虼?,幾十年以來,無線電通信、電視廣播等所用的頻率越來越高,信息之路越來越寬了。第4節(jié)越來越寬的信息之路交流:電視廣播比聲音廣播傳遞的信息量多。比如:看電視劇遠(yuǎn)比單單聽講故事獲取的信息量更大一些。(設(shè)計(jì)說明:通過學(xué)生間的交流,意識到不同的信息傳輸途徑,效率不同。)新課探究探究一:微波通信(指導(dǎo)學(xué)生根據(jù)教材內(nèi)容填空)問題1:為什么要用微波通信?微波通信有什么優(yōu)點(diǎn)?微波是頻率在MHz至MHz之間的電磁波。優(yōu)點(diǎn):容量大,一條微波線路可以同時(shí)開幾千甚至幾萬條電話線路生答:因?yàn)槲⒉ǖ牟ㄩL比中波和短波的波長要短,頻率比它們的頻率要高,可以傳遞更多的信息。303×105問題2:微波通信有什么缺陷?如何解決?微波的性質(zhì)與更接近,大致也是沿傳播,微波(選填“能”或“不能”)沿地球表面繞射,為此需要____________,其作用是________________?!军c(diǎn)撥】:電磁波傳導(dǎo)距離太遠(yuǎn)就會減弱,微波中繼站用于放大加強(qiáng)電磁波信號,必須每隔50Km左右就要建立一個微波中繼站。答案:光波;直線;不能;建立微波中繼站;把上一站傳來的信號處理后再發(fā)射到下一個站去。問題3:月亮能否作為中繼站,原因是什么?【強(qiáng)調(diào)】:月球離地球太遠(yuǎn),信號衰減、時(shí)間表延遲、而且兩個通信點(diǎn)同時(shí)見到月亮?xí)r,才能完成這兩個點(diǎn)間的通信。3.生:不能。因?yàn)樵虑蛟谵D(zhuǎn),月球相對于地球的位置是不確定的。轉(zhuǎn)到了地球的另一面,就無法通信了,況且月球的距離太遙遠(yuǎn)。探究二:衛(wèi)星通信問題1:如何實(shí)現(xiàn)全球通信的?【說明】:同步衛(wèi)星可以定點(diǎn)于地球赤道的某一點(diǎn),信號穩(wěn)定。在地球周圍均勻配置了三顆通信衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)了全球通信。學(xué)生結(jié)合教材交流:使用同步通信衛(wèi)星問題2:如何理解通信衛(wèi)星的“同步”?講解:地球同步衛(wèi)星即地球同步軌道衛(wèi)星,又稱對地靜止衛(wèi)星,是運(yùn)行在地球同步軌道上的人造衛(wèi)星,星距離地球的高度約為36000km,衛(wèi)星的運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同、運(yùn)行軌道為位于地球赤道平面上圓形軌道、運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間相等,即23時(shí)56分4秒,衛(wèi)星在軌道上的繞行速度約為3.1公里/秒,其運(yùn)行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度。在地球同步軌道上布設(shè)3顆通訊衛(wèi)星,即可實(shí)現(xiàn)除兩極外的全球通訊。答案:同步衛(wèi)星相對地是靜止的而相對地心是運(yùn)動的就是說衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)的角速度相同所以相對地面是靜而實(shí)際上是在運(yùn)動的問題3:通信衛(wèi)星的板狀兩翼有何功能?【點(diǎn)撥】:通信衛(wèi)星的板狀兩翼是太陽能電池,它太陽能轉(zhuǎn)化為電能,供衛(wèi)星使用。答案:為衛(wèi)星供電探究三:光纖通信問題1:什么是光纖通信?為什么要用光纖通信?光纖(玻璃絲)數(shù)條光纖+保護(hù)層=光纜【講解】:光纖即為光導(dǎo)纖維的簡稱,是激光的傳輸管道,一種極細(xì)的玻璃絲,數(shù)條光纖加上保護(hù)層組成光纜。光纖通信是以光波作為信息載體,以光纖作為傳輸媒介的一種通信方式。光是一種比微波頻率更高的電磁波,帶寬要寬出千百萬倍,可以傳輸更多信息。結(jié)合教材,了解關(guān)于光纖的知識。問題2:光纖通訊為什么用激光?普通的光源夾雜了許多不同頻率的光,難攜帶信息。激光則是頻率,方向的光.答案:單一、高度集中問題3:激光在光導(dǎo)纖維里是如何傳播的?【視頻播放】:表明:光沿著水流傳播光在光導(dǎo)纖維里傳播經(jīng)過多次反射探究四:網(wǎng)絡(luò)通信【問題導(dǎo)入】:Email是什么意思?師:網(wǎng)絡(luò)對我們的生活有著十分重要的影響,你通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送或接收郵件以及聊天時(shí),信息是怎樣傳遞的?【課件展示】:閱讀教材,了解以下信息:1.電子郵件是怎樣傳播的?2.怎樣來識別電子郵箱地址?3.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)越性是什么?生:電子郵件結(jié)合教材交流完成以下內(nèi)容:①、計(jì)算機(jī)可以高速處理大量信息,把計(jì)算機(jī)聯(lián)在一起,可以進(jìn)行_網(wǎng)絡(luò)通信_。②、目前使用最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式是_電子郵件_。③、把網(wǎng)絡(luò)又互相聯(lián)結(jié),成為世界上最大的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò),叫_因特網(wǎng),這樣就能做到信息資源的_共享_。科學(xué)世界【過渡語】:激光除了本節(jié)課上學(xué)習(xí)的通信外,你還知道有哪些應(yīng)用?【課件展示】:激光舞激光手術(shù)激光武器激光測距學(xué)生閱讀材料:激光的應(yīng)用并結(jié)合生活中所見所聞交流:
激光除了在通信方面有著不小的用途,在其他方面也有廣闊的應(yīng)用前景,。課堂小結(jié)回顧本節(jié)課“你學(xué)到了什么?”(活動方式:學(xué)生相互補(bǔ)充,梳理本節(jié)知識要點(diǎn)。)課堂檢測附件(操作方式:小組比賽完成,搶答。)布置作業(yè)完成相關(guān)助學(xué)內(nèi)容(課下完成)板書設(shè)計(jì)第4節(jié)越來越寬的信息之路一:微波通信----借助“微波”和“微波中繼站”二:光纖通信---利用“激光”在“光纖”里傳播三:衛(wèi)星通信---使用3顆同步衛(wèi)星,實(shí)現(xiàn)全球通信。四:網(wǎng)絡(luò)通信---電子郵件教學(xué)反思本節(jié)主要內(nèi)容是了解應(yīng)用微波通信是因?yàn)樗念l率比較寬泛,容量大,但傳輸時(shí)的損耗也快,需要建立中繼站,而高山、大洋處建中繼站很困難,于是人們就想到了衛(wèi)星通信,在太空設(shè)立三顆衛(wèi)星就能實(shí)現(xiàn)全球通信;光也是一種電磁波,它也能通信,專門用于通信用的光是激光,我們需要它在專門的光導(dǎo)纖維里通行,它和損失小,保密性好,容量大,傳輸質(zhì)量高,所以近年來的電話很少有占線現(xiàn)象,這都得益于光纖通信的發(fā)展;網(wǎng)絡(luò)通信集合了通信的多種功能,讓人們的生活更加豐富多彩了。對于本節(jié)的整體設(shè)計(jì)我是以問題誘思為手段,同時(shí)借用多媒體課件的展示來引導(dǎo)幫助學(xué)生理解信息傳遞的不同方式以及特點(diǎn)。同時(shí),也加強(qiáng)了與生活實(shí)際的聯(lián)系,盡可能地讓學(xué)生感受科技并不遙遠(yuǎn),生活處處與物理相關(guān)。附件------課堂檢測題1.信息理論表明:作為載體的電磁波,越高,在相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)腳__就越多.2.電視廣播的工作頻率一般為30MHz~3×105MHz,聲音廣播的工作頻率一般為102kHz~30MHz,由此可知在相同時(shí)間內(nèi)廣播比廣播要傳輸更多的信息.3.現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,使人們實(shí)現(xiàn)了衛(wèi)星通信之夢.衛(wèi)星通信就是利用做微波通信的中繼站.4.在地球上空均勻配置顆衛(wèi)星,就覆蓋了幾乎全部地球表面,從而實(shí)現(xiàn)了。5.光也是一種比微波頻率更高的電磁波,而激光則是頻率,方向________的光.6.下列關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說法中不正確的是()A.同步衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的周期和地球自轉(zhuǎn)的周期一樣B.同步衛(wèi)星可作為轉(zhuǎn)播微波的中轉(zhuǎn)站C.同步衛(wèi)星的速度與電磁波的傳播速度相同D.要使世界上任何一個地方的電視節(jié)目都可以傳送到全世界,至少要有三顆同步衛(wèi)星7.關(guān)于應(yīng)用激光的下列描述中錯誤的是()A.利用激光進(jìn)行通信B.利用激光進(jìn)行長距離精確測量C.利用激光加工堅(jiān)硬材料D.利用激光進(jìn)行普通的室內(nèi)照明答案:1:頻率;信息;2:電視;聲音;3:衛(wèi)星;4:3;同步通信;全球通信;5:單一;高度集中;6:C;7:D第4節(jié)越來越寬的信息之路【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.常識性了解衛(wèi)星通信、光纖通信、網(wǎng)絡(luò)通信。2.通過學(xué)習(xí)現(xiàn)代通信知識,了解科技為人類帶來的便利,提高學(xué)科學(xué)的興趣。【基礎(chǔ)知識精講】隨著社會的進(jìn)步,人類傳遞的信息量越來越大,由無線廣播發(fā)展到電視,增加了圖像的信息,但如同人類的進(jìn)步無法停止,信息的傳遞繼續(xù)發(fā)展。信息傳輸?shù)亩嗌倥c什么有關(guān)呢?信息理論表明,作為載體的電磁波,頻率越高,相同時(shí)間內(nèi)傳輸?shù)男畔⒕驮蕉唷8鶕?jù)電磁波家族成員特點(diǎn):c=λf可知,波長越短的電磁波,頻率越高。相對無線電波,(長波、中波、短波)微波的波長更短、頻率更高,因此可以傳輸更多的信息。我們可以形象地比喻為——信息之路越來越寬了。1微波通信同無線電波相比,微波的波長更短,在1mm至10m之間,頻率更高,在30MHz至3×105MHz之間,一條微波線路可以傳輸更多的信息,因此可在上面通行幾千、幾萬路電話。但微波傳輸過程需要在其中建中繼站,因?yàn)榈厍蚴乔蛐?。微波性質(zhì)更接近光波,大致沿直線傳播,不能沿地球表面繞射。所以在每傳播一定距離后需將微波向地面引,如圖9-7所示。根據(jù)實(shí)際情況必須每隔大約50km左右就要建設(shè)一個微波中繼站。而且傳播的越遠(yuǎn)中繼站需要的越多。圖9-7微波通信受到挑戰(zhàn)是因?yàn)楸仨毥ㄔO(shè)中繼站,并且在遇到雪山,大洋根本無法建設(shè),這樣就受到限制。如何解決這一問題呢?開始有人想利用月球做中繼站,但由于月球離我們太遠(yuǎn),沒有足夠能量的微波無法到達(dá)月球,更無從談到攜帶信息反射回地面。后來人們想在天空中人造一個衛(wèi)星做中繼站,現(xiàn)在已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了,這得益于人造衛(wèi)星的發(fā)展。2衛(wèi)星通信航天事業(yè)的發(fā)展使人類已飛出地球,在太空中建立太空站,可以發(fā)射人造衛(wèi)星為我們服務(wù),用地球同步衛(wèi)星做微波中繼站,很好地解決了地面中繼站的弊端,實(shí)現(xiàn)無障礙中繼,覆蓋整個地球(360°)只需三顆通訊衛(wèi)星如圖9-8。衛(wèi)星通訊標(biāo)志著信息已可全球化。圖9-83光纖通信依然根據(jù)c=λf。比微波頻率更高的電磁波是光波。能否運(yùn)用光波傳送信息呢?如果用光波傳送信息,這條“信息高速路”要比短波、微波寬出百萬倍、千萬倍。但發(fā)展光波通訊遇到這樣一個問題,普通的光源夾雜了許多不同波長的光,難以攜帶信息或無法從光波中分離出信息。要想解決問題得制造一種單一且方向高度集中的光,作為載體才行。1960年,美國科學(xué)家梅曼制成了世界上第一臺紅寶石激光器,激光是一種單一,方向高度集中的光,它攜帶信息時(shí),可以從中將信息分離出來。圖9-9激光用于通信,由于攜帶信息量可以更多,因此得到快速發(fā)展,各個國家都有光纜的通信工程,光纜是光信息的路徑,是一種用玻璃做成的光導(dǎo)纖維,光在里面經(jīng)過數(shù)次反射,最終從光纜另一頭射出。如圖9-9所示。光導(dǎo)纖維內(nèi)心是空的,外面敷上保護(hù)層。由于光的頻率很高,所以可以同時(shí)傳遞聲音、圖像等信息。4網(wǎng)絡(luò)通信信息的發(fā)送和接收都已經(jīng)知道,但信息量的增大使人們面臨著管理或挑選的問題,計(jì)算機(jī)可以處理大量的信息,而且速度快。把計(jì)算機(jī)同信息網(wǎng)絡(luò)連在一起,就叫做網(wǎng)絡(luò)通信。網(wǎng)絡(luò)通信的優(yōu)越性是很明顯的,由于計(jì)算機(jī)介入信息的管理,人們又步入了一個嶄新的信息時(shí)代。目前使用最頻繁的網(wǎng)絡(luò)通信形式是電子郵件。如圖9-10所示,每人的計(jì)算機(jī)分別跟一個叫做服務(wù)器的大計(jì)算機(jī)相連,這就是平常說的上網(wǎng)。如同郵局與寄信人和收信人的關(guān)系。甲、乙計(jì)算機(jī)相當(dāng)于收(寄)信人,而服務(wù)器相當(dāng)于郵局,當(dāng)甲發(fā)給乙一封電子郵件時(shí),他的服務(wù)器A把郵件送到B儲存起來。一旦乙上網(wǎng),他就能從自己的服務(wù)器B得到這個郵件。每臺電腦都有自己的“信箱”,即自己的“地址”,這樣“郵遞員”才能將信件送到準(zhǔn)確的位置。圖9-10網(wǎng)絡(luò)通訊的“郵寄員”是集合現(xiàn)在通信載體的優(yōu)點(diǎn),他是導(dǎo)線、光纜、微波…的組合體。有時(shí)還運(yùn)用通信衛(wèi)星等各種通信手段。隨著通信技術(shù)的發(fā)展,網(wǎng)絡(luò)技術(shù)智能化程
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