1、第八章8.4無線電波和無線電通信執教：上海市姚連生中學翟連娣一、教學任務分析本節學習無線電波的傳播和應用、無線電通信。本節涉及的是現代科技的內容，學習要求不高，只要求學生對無線電波和無線電通信有一個大概的了解，為高中物理學習打基礎。學習本節內容需要學生知道奧斯特實驗和聲波等方面的知識。本節通過學生實驗、演示實驗，對無線電波的產生有一個大致的了解。與聲波作類比，說明無線電波也有不同的頻率，對頻率與波長的關系有個定性的了解。通過推測各波段可能的傳播方式以及設想無線電波的應用，知道無線電波的用途。通過將無線電波傳遞信息的過程與飛機運輸貨物的過程作類比，知道無線電波傳遞信息的過程。本節課的教學要求學生

2、積極參與，在經歷對無線電波的傳播方式進行推測及對應用進行設想的過程中，體驗科學家探索的歷程，激發求知欲，提高邏輯推理能力。通過了解我國無線電通信、廣播電視的發展狀況，激發愛國熱情，感悟無線電通信在文明進步、現代社會中重要的應用價值。二、教學目標1、知識與技能（1）知道無線電波在真空中和空氣中的傳播速度。（2）知道無線電波的波長、頻率以及它們之間的定性關系。（3）知道無線電波的幾個主要波段，它們的英文縮寫、傳播方式和主要用途。（4）知道模擬信號、調頻、調幅和調諧。2、過程與方法經歷對無線電波的傳播方式進行推測及對應用進行設想的過程。3、態度、情感與價值觀（1）通過經歷對無線電波的傳播方式進行推測

3、及對應用進行設想的過程，體驗科學家探索的歷程，激發求知欲，提高邏輯推理能力。（2）通過了解我國無線電通信、廣播電視的發展狀況，激發愛國熱情，感悟無線電通信在文明進步、現代社會中重要的應用價值。三、教學重點和難點重點：無線電波的應用。難點：無線電通信。四、教學資源1、學生實驗器材：收音機、導線、一節1號電池。2、演示實驗器材：電池組、線圈、小磁針、電流計、蹄形磁體。3、課件：自制演示PPT幻燈片、Glodwave軟件。五、教學設計思路本設計的內容包括三個方面：一是無線電波的產生，二是無線電波的傳播和應用，三是無線電通信。本設計的基本思路是：首先，通過一個學生實驗、兩個演示實驗，學生對無線電波的產

4、生有一個大致的了解。然后，與聲波作類比，說明無線電波也有不同的頻率，讓學生對頻率與波長有個定性的了解，并以此將無線電波分成四個主要波段。在知道無線電波特點的基礎上，歸納出各波段的傳播特點，并推測各波段可能的傳播方式以及設想無線電波的應用。最后，介紹無線電波傳遞信息的過程。本設計要突出的重點是：無線電波的應用。方法是：在簡單介紹無線電波傳播特點的基礎上，由學生歸納各波段的傳播特點，并以此推測各波段可能的傳播方式和設想各波段的應用。由于是分波段的逐次討論，再加上教師的提示點撥并配以PPT的導圖，這一知識點應該能得到較好地落實。本設計要突破的難點是：無線電通信。方法是：首先，利用Glodwave軟件

5、導入兩段聲音，再把兩段聲音進行合成，制作成一個配樂詩朗誦，讓學生對音頻信號及無線電波隨模擬信號而改變有一個感性的認識。在此基礎上，再通過將無線電波傳遞信息的過程與飛機運輸貨物的過程作類比來突破這一難點。本設計通過學生積極參與，激發學習的興趣。通過經歷推測和設想的過程，感受現代生活與物理知識的密切聯系。完成本設計的內容約需1課時。六、教學流程2、流程圖說明情景I視頻播放無線電波應用的視頻。引出問題：什么是無線電波？無線電波是怎么產生的？活動I學生實驗收音機發出嚓嚓的噪聲。情景II演示實驗1、2奧斯特實驗證明電能產生磁。磁也能產生電。活動II討論推測各小組分別根據長波、中波、短波、微波的特點討論推

6、測其傳播方式（每組討論一個波段）。活動皿討論設想設想1：在近距離通信的基礎上，設想如何實現遠距離通信。設想2：如何實現全球通信。設想3：對于微波遇到障礙物會發生反射，能加劇水和脂肪分子的熱運動，有何設想。情景IU視頻利用Glodwave軟件導入兩段聲音，并將兩段聲音進行合成。情景Wppt導圖將無線電波傳遞信息的過程與飛機運輸貨物的過程作類比。3、教學主要環節本設計可分為三個主要的教學環節。第一環節，通過學生實驗、演示實驗，對無線電波的產生有一個大致的了解。第二環節，通過推測各波段可能的傳播方式以及設想無線電波的應用，知道無線電波的用途。第三環節，通過軟件演示和將無線電波傳遞信息的過程與飛機運輸

7、貨物的過程作類比，知道無線電波傳遞信息的過程。七、教案示例（一）引入視頻：無線電波的應用。設問：無線電波是如何產生的呢？（二）新課1、無線電波的產生（1）學生實驗：活動卡P11活動（1）問題：電路通斷的瞬時收音機為什么會發出嚓嚓聲呢？（2）演示實驗1：奧斯特實驗證明：通電導線周圍存在磁場。即：電能產生磁。（3）演示實驗2：閉合的線圈在磁場中做切割磁感線運動。證明：磁也能產生電。（4）解釋電能產生磁，磁能產生電，電和磁總是相互聯系的，形成了一個不可分離的統一體，并由近及遠地向外傳播，就形成了無線電波。收音機發出嚓嚓聲的原因是收音機收到了電路瞬時通斷時發出的無線電波。聲波有不同的頻率，無線電波與聲

8、波一樣也有不同的頻率，不同的頻率對應不同的波長（對波長稍作解釋），頻率越高，波長越短，反之，頻率越低，波長越長。無線電波按頻率從低到高排列的順序是：長波、中波、短波、微波。2、無線電波的傳播及應用對電離層稍作解釋。無線電波傳播的特點：（1）與光的傳播相同，不需要媒介物質，可在真空中傳播，在真空中的傳播速度等于光速C=3X108米/秒，在空氣中的傳播速度與在真空中的傳播速度幾乎相同。（2）無線電波也具有能量，但在沿地球表面附近的空間傳播時能量會不斷損失，而且頻率越高（波長越短）能量損失越大；頻率越低（波長越長）能量損失越小。（3）頻率越高，傳遞信息就越多。（4）波長越長，如長波、中波，能繞過障礙

9、物的本領越大。波長短，如短波、微波，遇較大的障礙物不能繞過，會受到阻擋。（5）微波遇到障礙物會發生反射，還能穿過電離層。問題：根據以上特點，你認為各波段各有什么特點？會如何傳播？可以有哪些應用？小組討論：各小組分別根據長波、中波、短波、微波的特點討論推測其傳播方式（每組討論一個波段）。交流、總結：（1）長波（LW）特點：長波適宜沿地球表面附近的空間傳播。傳播距離遠，穩定性和抗干擾性好。缺點：發射長波的設備龐大，造價高。因此長波很少用于無線電廣播，目前，我國沒有民用長波廣播電臺。應用：長波多用于超遠程無線電通信、潛艇、遠洋航行的通信、導航等。（2）中波（MW）特點：白天中波被電離層幾乎全部吸收，

10、因此，適宜沿地球表面附近的空間傳播，晚上可依靠電離層的反射來傳播。應用：中波多用于城市廣播、電報通信。（3）短波（SW）特點：主要依靠電離層的反射來傳播。缺點：由于電離層的快速變化，收聽時經常出現類似海浪般忽大忽小的聲音。穩定性和抗干擾性差。應用：遠距離廣播通信。（4）微波特點：沿地球表面附近的空間傳播時，由于波長很短，遇障礙物阻擋；頻率很高，在傳播過程中能量損失很大，所以傳播距離很近。由于頻率很高，傳遞信息多。遇到障礙物會發生反射。能穿過電離層。應用1：電視廣播、移動通信傳播方法：發射塔：用于近距離通信。小組討論：如果要實現遠距離通信，你有什么設想？地面中繼站：用于國內遠距離通信。小組討論：

11、要實現國際通信，你有什么設想？同步通信衛星作中繼站：用于全球通信。小組討論：微波遇到障礙物會發生反射，微波還能加劇水和脂肪分子的熱運動，使物體溫度升高，對于這些特點，你有什么設想？（提示：超聲波的應用）應用2：雷達、微波爐3、無線電通信以廣播電視為例（教科書P23圖8-4-5，與運輸貨物進行類比）：（1）貨物裝箱話筒（拾音器）：將聲音轉換成與聲音變化相一致的電信號（音頻信號）；多媒體演示：Glodwave軟件導入兩段聲音，再把兩段聲音進行合成。攝像機：將畫面轉換成與畫面色彩、明暗變化相一致的電信號（視頻信號）（2）裝機調制器：使無線電波隨模擬信號而改變，將模擬信號裝載到無限電波上。調制有兩種技術：調幅（AM）：使無線電波的振幅隨模擬信號改變。調頻（FM）：使無線電波的頻率隨模擬信號