高二物理3-4第十四章_电磁波(全章教案).doc

高二物理选修3-4教案
第十四章 电磁波
§14.1电磁波的发现
教学目标
（一）知识与技能：
①了解发现电磁波的历史背景，知道麦克斯韦对电磁学的伟大贡献。
②了解麦克斯韦电磁场理论的主要观点，知道电磁波的概念及通过电磁波体会电磁场的物质性。
（二）过程与方法：
体验赫兹证明电磁波存在的实验过程及实验方法，领会物理实验对物理学发展的基础意义。
（三）情感态度与价值观：
领会发现电磁波的过程中所蕴含的科学精神和科学研究方法。
教学重点
麦克斯韦电磁场理论。
教学难点
对电磁波与机械波的异同认识不清。
教法选择和学法指导
启发诱导法、类比法
教学过程
一、引入新课
通过前面机械波的学习，我们对机械波有了一定的了解，请同学们会议有关机械波的知识。
问：机械波是如何形成的？
答：波源产生振动，通过介质将波源的振动形式向外传播形成机械波。
问：机械波有哪些性质？
答：机械波具有干涉、衍射、反射、折射等性质。
上一章我们提到“光是一种电磁波”，电磁波于我们的生活息息相关。问什么电磁波能得到这样广泛的应用？它与机械波有何不同？我们将在这节课里学习电磁波被发现历史，进而研究它的主要特征。
二、课前预习
让学生通过看书回答以下问题：
1、 麦克斯韦关于电场和磁场的预言是什么？
答：变化的电场产生磁场，变化的磁场产生电场。
2、 麦克斯韦的关于光的本质的预言是什么？
答：从本质上来说，光是一种电磁波。
3、 赫兹的实验在电磁学的发展过程中有什么作用？
答：赫兹的实验验证了电磁波的存在，并精确的测定了电磁波在真空中的速度等于光速，证实了麦克斯韦的预言。也为后来无线电技术的发展开辟了道路。
三、新课教学
1、 伟大的预言
①变化的磁场产生电场
问：通过3-2电磁感应的学习我们知道，闭合线圈中的磁通量发生变化就能产生感应电流，可是为什么会有感应电流呢？自由电荷是如何定向移动的呢？
答：有感应电流存在说明在线圈的周围存在感应电场，自由电荷在感应电场的作用下做定向移动。
问：如果回路不闭合，线圈中有感应电流吗？有感应电动势吗？有电场吗？
答：没有感应电流，在感应电动势和感应电场依然存在。
问：如果空间没有线圈，还会有感应电场吗？
答：有。
麦克斯韦在对法拉第、安培、奥斯特、库仑等科学家的研究成果进行了大量的分析、计算的基础上，加以自己的推理、猜想，大胆的预言：即使变化的磁场周围没有闭合回路，同样也会有磁场，也就是说，变化的磁场产生电场，但这个电场与我们前面所学的静电场是有区别的，它是一种涡旋电场。
②变化的电场产生磁场
我们知道自然规律存在着对称性与和谐性。麦克斯韦认为电与磁也是对称的、统一的。既然变化的磁场能产生电场，那么变化的电场就一定能产生磁场，。这个假说是基于麦克斯韦对自然规律的洞察力提出的，是具有创造性的。
问：教科书中提出：“如果在空间某区域中有均匀变化的电场，那么……这个变化的电场就在空间激发变化的磁场……空间可能存在电磁波。”为什么要“周期性变化”呢？
师：这也是麦克斯韦在当时的大胆猜想。可以由前面所学的知识类比理解。由可知，均匀变化的磁场周围产生的是均匀变化的电场，这个电场不能再激发磁场，所以不会有电磁波。反之，如果磁场是周期性变化的，那么它所激发的电场必定也是周期性变化的，这个周期性变化的电场再激发周期性变化的磁场……，如此循环下去，就形成了电磁波。
由此，麦克斯韦的电磁场理论可以概括为：
A． 变化的磁场激发电场，变化的电场激发磁场；
B． 均匀变化的磁场激发恒定的电场，均匀变化的电场激发恒定的磁场；
C． 周期性变化的磁场激发周期性变化的电场，周期性变化的电场激发周期性变化的磁场；
D． 变化的电场和磁场交替激发，形成一个不可分割的统一体，由近及远向外传播，形成电磁波。
2、 电磁波
看课本14.1-3图，观察并回答问题
①电场和磁场的方向有什么关系？它们与波的传播方向有什么关系？说明电磁波是横波还是纵波？
答：电场方向、磁场方向与波的传播方向两两垂直，说明电磁波是横波。
②电场强度最大的位置，磁感应强度的值是怎么样的？
答：磁感应强度最大。
麦克斯韦经过分析和计算，发现电磁波在真空中的传播速度等于光速，所以推测光也是一种电磁波，也遵循波的传播规律，即：
①电磁波在真空中的传播速度等于光速，光是一种电磁波；
②电磁波的波速、波长和频率的关系为：。
麦克斯韦的这个发现是物理学发展史上的一个里程碑，这个理论揭示了光、电、磁在本质上是统一的，但是很遗憾，麦克斯韦在有生之年并没有观察到电磁波，这项工作由德国科学家赫兹在麦克斯韦去世20年后才得以完成。
3、 赫兹的电火花
赫兹的电火花实验的装置如教科书图14.1-4所示。实验器材分为两部分，一是产生电磁波的装置——与高压感应线圈相连的两个金属小球，二是探测、接收装置——谐振环，用一根粗铜丝弯成环状，环的两端各连一个间距可以调整的金属小球。
赫兹通过电火花实验验证了电磁波的存在，同时，他还精确的测定了电磁波在真空中的传播速度等于光速，证实了麦克斯韦的理论。
课堂练习
1、麦克斯韦根据什么现象认为“变化的磁场产生电场”？关于“变化的电场产生磁场”的观点，他是在什么情况下提出的？为什么说他的两个假设是正确的？
2、麦克斯韦关于电磁场理论的主要论点是什么？请用麦克斯韦的电磁场理论说明电磁波是怎么产生的。你家的照明电路在工作时会产生电磁波吗？
3、能否用实验说明电磁波的存在
归纳小节
1、麦克斯韦电磁波理论的主要论点？
2、光与电、磁在本质上的联系？体现在哪里？
3、赫兹的电火花实验的作用？
布置作业
1、完成《学海导航》的相关内容
板书设计
一、 伟大的预言
1、变化的磁场产生电场
2、变化的电场产生磁场
3、电磁波
二、 电磁波
电、磁、光在本质上的统一性
三、赫兹的电火花
证实了电磁波的存在，测出电磁波在真空中的速度等于光速，验证了麦克斯韦预言的正确性。

§14.2 电磁振荡
教学目标：
了解电磁振荡产生的过程。
教学过程：
一、 学习电磁振荡和电磁波的重要性。
无线电广播是利用电磁波传播的，电视广播也是利用电磁波传播的，导弹，人造地球卫星的控制以及宇宙飞船跟地面的通信联系都是利用电磁波。那么，电磁波是什么呢？它是怎样产生的，有些什么性质以及怎样利用它来传递各种信号呢？这一章就要研究这些问题。要了解电磁波，首先就要了解什么是电磁振荡，我们就从电磁振荡开始学习。
1 K 2

ε C L

G
二、 新课内容：
1、实验右图所示。将电键K扳到1，给电容器充电，然后
将电键扳到2，此时可以见到G表的指针来回摆动。
2、总结：能产生大小和方向都都作周期发生变化的电流叫
振荡电流。能产生振荡电流的电路叫振荡电路。
其中最简单的振荡电路叫LC回路。
3、振荡电流是一种交变电流，是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。
4、那么振荡电路中的交变电流有一些什么样的性质：

—
甲 乙 丙 丁 戊
（1）介绍振荡电路中交变电流的一些重要性质：

对应的电流图像
i

0 T t

对应电容器所带的电量q

q

0 T t

（2）电路分析：
甲图： 电场能达到最大，磁场能为零，电路感应电流i=0
甲→乙： 电场能↓，磁场能↑，电路中电流i↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。
乙图： 磁场能达到最大，电场能为零，电路中电流I达到最大。
乙→丙： 电场能↑，磁场能↓，电路中电流i↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。
丙图： 电场能达到最大（与甲图的电场反向），磁场能为零，电路中电流为零。
丙→丁： 电场能↓，磁场能↑，电路中电流i↑，电路中电场能向磁场能转化，叫放电过程。
丁图： 磁场能达到最大，电场能为零，回路中电流达到最大（方向与原方向相反），
丁→戊：电场能↑，磁场能↓，电路中电流i↓，电路中电场能向磁场能转化，叫充电过程。
戊与甲是重合的，从而振荡电路完成了一个周期。
综述：
① 充电完毕（充电开始）：电场能达到最大，磁场能为零，回路中感应电流i=0。
② 放电完毕（放电开始）：电场能为零，磁场能达到最大，回路中感应电流达到最大。
③ 充电过程：电场能在增加，磁场能在减小，回路中电流在减小，电容器上电量在增加。从能量看：磁场能在向电场能转化。
④ 放电过程：电场能在减少，磁场能在增加，回路中电流在增加，电容器上的电量在减少。从能量看：电场能在向磁场能转化。
归纳：在振荡电路中产生振荡电流的过程中，电容器极板上的电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化，这种现象叫电磁振荡。
B
a b
C
例题1、在LC振荡电路中，某时刻若磁场B正在增加，
则电容器处于（放）电状态, 电场能正在（减小）
磁场能正在（增加） 能量转变状态为（电场能正在
向磁场能转化）电容器上板带（正）电。
i
t
0 t1 t0 t2 t3 t4

例题2、在LC的回路中，电流i——t的关系如图所示，
①若规定逆时针方向为电流的正方向，说明t0时刻电路中
能量变化情况，及电场能、磁场能、充放电等情况。
②下列分析情况正确的是：（D）
A、t1时刻电路的磁场能正在减小。 B、t1→t2时间电路中的电量正在不断减少。
C、t2→t3时间电容器正在充电。 D、t4时刻电容中的电场能最大。
5、阻尼振荡与无阻尼振荡。
（1）阻尼振荡：在振荡电路中由于能量被逐渐消耗，振荡电路中的电流要逐渐减小，直到最后停下来。
（2）无阻尼振荡：在电磁振荡的电路中，如果没有能量损失，振荡应该永远地持续下去， 电路中振荡电流的振幅应该永远保持不变，这种振荡叫无阻尼振荡
布置作业
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教学反思

§14．3电磁波的发射和接收
教学目标
（1）了解无线电波的波长范围。
（2）了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。
（3）了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。
教学重点：
（1）理解电磁波的发射和接收过程；调制、调幅和调频；调谐和解调；
（2）知道什么是电 谐振和调谐电路
教学难点：
知道什么是电谐振和调谐电路
课型：
新授课
课时：
1课时
教学方法：
讨论法；探究法；讲解法
教具：
两台对讲机、一部手机、一台收音机
教学过程
一、 新课导入：
大家来看一下我手中的东西，分别是：收音机、手机、对讲机。其中，通过对讲机和手机，我们可以把自己话音传到我们想要它们去的地方，也可以听到对方的话音。这两个设备是以什么样的形式来传递和接收声音呢？
电磁波
对，就是电磁波，今天，我们就一块来学习电磁波的发射和接收。首先我们来一块看一下这节课的学习目标：
（1）了解无线电波的波长范围。
（2）了解无线电波的发射过程和调制的简单概念。
（3）了解调谐、检波及无线电波接收的基本原理。
大家都预习过了，我们今天将从电磁波的发射和接收这两个过程来学习这节课的内容，首先请第一组同学给我们展示第一部分内容。
第一组同学主要讲的内容
1. 无线电波的发射
问题1：如何有效地发射电磁波？
发射电磁波的振荡电路，需满足：
（1）要有足够高的 频率 .
（2）要用开放电路，使振荡电路的 电场和磁场（能量） 分散到尽可能大的空间.

问题2：如何有效地传递人们所需要的信息？
利用无线电波传递信号，要求发射的无线电波随信号而改变，使无线电波随各种信号而改变叫 调制 ，
常用的调制方法有 调幅 和 调频 两种，
使高频电磁波的振幅随信号的强弱而改变叫 调幅 ，
使高频电磁波的频率随信号的强弱而改变叫 调频 。
经过调幅后发射出去的无线电波叫 调幅波 ，
经过调频以后发射出去的无线电波叫 调频波 。
（调幅波、调频波统称已调波。）
通过以上几步我们就可以把信息有效地发射到空中，但是空中存在着各种各样的电磁波，我们怎样才能把我们所需要的信息有效地接收到，就是我们接下来所要学习的内容。下面请第二个同学给我们展示第二部分的内容。
2.无线电波的接收
问题3：空中存在着各种各样的电磁波，怎样才能接收到我们所需要电磁波呢？
（1）当接收电路的固有频率跟接收的无线电波的频率 相等 时，激起的振荡电流
最强 ，这就是 电谐振 现象.
（2）使接收电路产生电谐振的过程叫做 调谐 ，能够调谐的电路叫 调谐 电路.收音机的调谐电路，是通过调节 电容 来改变电路的频率而实现调谐的.
问题4：我们接收到感应电流是载有信号的高频电流，并不是我们所需要的信号，怎样才能得到我们所需要的信号？
（3）从高频振荡电流中“检”出所携带的低频信号电流的过程叫做 解调（检波） .

① 发射要用开放电路（振荡电路演变为开放电路），尽可能使能量分散在空间。
发射电磁波的频率足够高，有利于辐射能量。
② 已调波：经过调制的电磁波（调幅波、调频波）。
③ 调制过程的理解：画出调幅波的波形图。
④ 发射电路、接收电路。

高频发生器

小 结：
话筒----->电信号------>调制----->发射———>接收———>调谐——->解调——->放大———>音箱
自主学习
【例1】 在电视节目中，我们经常看到主持人与派到热带地区的记者通过同步通信卫星通话，他们之间每一问一答总是迟“半拍”，这是为什么？如果有两个手持卫星电话的人通过同步通信卫星通话，一方讲话，另一方至少要等多长时间才能听到对方的讲话？（已知地球的质量为6.0×1024 kg，地球半径为6.4×106 m，万有引力常量为6.67×10-11 N·m2·kg-2）
解：（1）他们之间每一问一答总是迟“半拍”，是因为通信卫星距离地面太远，电磁波传播需要一定的时间。
（2）至少需要的时间应是电磁波由地面传到卫星再由卫星传到地面的时间,设为t.
设卫星的高度位h，则
即
计算得：h=3.6×107m/s
t=2h/c=0.24s
绿色通道:这是一个典型的综合题，它涉及了电磁学、力学中的相关知识的综合应用.在解答此题时要很好地分析题意，运用万有引力定律和卫星的圆周运动规律来求解.

【例2】某电台发射的电磁波的波长是600 m，该电台发射的电磁波的频率是多大?若有一台接收机距电台600 km，从电台发出的信号经过多少时间就可以到达接收机？
解：f=c/λ=3×108/600=5×105Hz
t=6×105/3×108=2×10-3 s

【例3】 一收音机调谐回路中线圈电感是30 μH，电容器可变，最大电容是270 pF，最小电容是30 pF，求接收到的无线电波的波长范围多大？
解：由 得：Tmax=5.65×10-7 s Tmin=1.88×10-7 s
∴ λmax=3×108×5.65×10-7 =169.5m
λmin=3×108×1.88×10-7 =56.4m
绿色通道：应用公式T=2π解题时，要与平行板电容器、电感的知识联系起来，要知道改变T的一些因素；
在应用公式c=λf解题时，要与机械波的知识联系起来，因为机械波的一般传播特性在电磁波的传播中成立.
学习小结
1、在普通LC振荡电路中，电场主要集中在电容器的极板之间，磁场主要集中在线圈内部。在电磁振荡过程中，电场能和磁场能的相互转化主要是在电路内部完成的，辐射出去的能量很少。不能有效地发射电磁波。要有效地向外发射电磁波，振荡电路要满足如下条件：
（1）要有足够高的振荡频率。
（2）振荡电路的电场和磁场必须分散到尽可能大的空间，才能有效地把电磁场的能量传播出去。于是通常情况下无线电波都是由开放电路发射出去的。
2、发射电磁波是为了利用它传递某种信号。例如无线电报传递的是电码符号，无线电广播传递的是声音，电视广播传递的不仅有声音，还有图像。如果把这种电信号“加”到高频等幅振荡电流上，那么，载有信号的高频振荡电流产生的电磁波就载着要传送的信号一起发射出去。把要传递的信号“加”到高频等幅振荡电流上，使电磁波随各种信号而改变的技术叫做调制。
进行调制的装置叫做调制器。要传递的电信号叫做调制信号。
使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变叫做调幅（AM）。
使高频振荡电流的频率随调制信号而改变叫做调频（FM）。
3、处在电磁波传播空间中的导体，会产生感应电流，导作中感应电流的频率与激起它的电磁波频率相同，因此，利用放在电磁波传播空间中的导体，就可以接收到电磁波，这样的导体就是接收天线。但是要听到声音，还必须从高频振荡电流中“检”出声音信号。从接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的调制信号过程，叫做检波。检波是调制的逆过程，因此也叫解调。由于调制的方法不同，检波的方法也不同。检波之后的信号再经过放大、重现，我们就可以听到或看到信号了。
4.了解无线电波的波段划分、传播方式和应用。P82 表

板书设计
电磁波的发射和接收
1. 电磁波的发射
（1).振荡电路的条件：要有足够高的振荡频率；
开放电路
（2）．调制：调幅 使高频振荡电流的振幅随调制信号而改变
调频 使高频振荡电流的频率随调制信号而改变
2. 电磁波的接收
(1).电谐振 调谐
(2).解调 接收到的高频振荡电流中“检”出所携带的调制信号过程

达标测试
应减小调谐电路的频率
1.调谐电路的可变电容器的动片从完全旋出到完全旋入仍接收不到某较低频率电台发出的信号，要收到该电台的信号，可采用下列办法中的（A )
A.增加调谐电路中线圈的匝数 B.加大电源电压
C.减少调谐电路中线圈的匝数 D.减小电源电压
2.一台无线电接收机，当它接收频率为535 kHz的信号时，调谐电路里电容器的电容是270 pF.如果调谐电路的线圈电感不变，要接收频率为1 605 kHz的信号时，调谐电路里电容器的电容应改变为（A )
解得：

A.30 pF
B.90 pF
C.150 pF

图14-3-1
D.710 pF
3.发射无线电波的装置如图14-3-1所
示，其中L1相连的导体a叫 天线 ，
导体b叫做地线 ， L2的作用
是 通过电磁感应把能量传给L1 .

4.(2006广东高考)目前雷达发射的电磁波频率多在200 MHz至1 000 MHz的范围内.下列关于雷达和电磁波说法正确的是（ACD )
A.真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在0.3 m至1.5 m之间
B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的
C.测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离
D.波长越短的电磁波，反射性能越强
5.用一平行板电容器和一个线圈组成LC振荡电路，要增大发射电磁波的波长，可采用的做法是（BD）
A.增大电容器两极板间的距离 B.减小电容器两极板间的距离
C.减小电容器两极板正对面积 D.在电容器两极板间加入电介质
6.在LC振荡电路中，如果C=100 pF，要发出波长为30 m的无线电波，应用多大电感的线圈？
解：由和λ=VT得：
=2.5×10-6H=2.5µ H
7.调谐电路的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出仍接收不到较高频率电台发出的电信号，要收到电信号，应（ CD ）
A.增大调谐电路中线圈的匝数 B.加大电源电压
C.减小调谐电路中线圈的匝数 D.将线圈中的铁芯取走
布置作业：
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教学反思

§14、4 电磁波与信息化社会
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
教学过程：
一、电视和雷达
⒈电视
⑴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。
⑵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。
⑶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。
⒉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。

§14、5 电磁波谱
教学目标
（一）知识与技能
1．了解电磁波谱的构成，知道各波段的电磁波的主要作用及应用。
2．知道电磁波具有能量，是一种物质。
3．了解太阳辐射。
（二）过程与方法
通过查阅与电磁波谱中各种频段波的应用相关的资料，培养学生收集信息，加工处理信息的能力。
（三）情感、态度与价值观
体会电磁波的应用对现代社会的影响，明确不同的电磁波具有的不同用途和危害，感悟现代科技的正反两个方面，培养辩证唯物的价值观。
教学重点
红外线、紫外线、X射线、γ射线的特点及应用。
教学难点
电磁波的能量。
教学方法
教师引导，学生阅读讨论
教学用具
投影仪，幻灯片。
教学过程
（一）引入新课
师：电磁波的范围很广。我们通常所说的，无线电波、光波各种射线，如红外线、紫外线、X射线、γ射线等，都是电磁波。我们把各种电磁波按照波长或频率大小的顺序排列成谱，就叫电磁波谱。这节课我们就来学习电磁波谱中各种电磁波的特点和主要作用。
（二）进行新课
1．电磁波谱
（投影）

师：请同学说出电磁波家族中，主要有哪些种类？波长最长的是什么？波长最短的是什么？他们主要在哪些方面有应用？
学生观察图谱，发表见解。
生：电磁波家族有无线电波、红外线、可见光、紫外线、X射线、γ射线。波长最长的是无线电波中的长波。波长最短的是γ射线。
师：下面我们依次认识这些电磁波的特点和应用。
2．无线电波
教师提出问题，引导学生通过看书，讨论并回答问题（培养学生的阅读能力）
（1）无线电波的波长范围？（2）无线电波有哪些主要应用？
3．红外线
阅读教材，回答问题：
（1）红外线的波长介于哪两种电磁波之间？（2）红外线的主要特点是什么？
（3）红外线的主要应用有哪些？
4．可见光
阅读教材，回答问题：
（1）可见光的波长范围？（2）可见光包括哪几种颜色的光？
（3）天空为什么看起来是蓝色的？傍晚的阳光为什么比较红？
5．紫外线
阅读教材，回答问题：
（1）紫外线的波长范围？（2）紫外线有什么特点？（3）紫外线有哪些应用？
6．X射线和γ射线
阅读教材，回答问题：
（1）这两种射线的波长有何特点？（2）X射线和γ射线有什么特点？
（3）X射线和γ射线有哪些主要用？
7．电磁波的能量
阅读教材，回答问题：
（1）哪些证据能够说明电磁波具有能量？（2）怎样理解电磁波是一种物质？
8．太阳辐射
阅读教材，回答问题：
（1）从太阳辐射出来的电磁波有哪些种类？
（2）太阳辐射的能量主要集中在哪些区域？在哪一个波段附近能量最强？
作业布置：
1、阅读教材
2、完成《学海导航》的相关内容

教学反思
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