第一篇：高中物理第十四章電磁波3電磁波的發(fā)射和接收課堂互動學(xué)案選修3-4教案

3．電磁波的發(fā)射和接收

課堂互動

三點(diǎn)剖析

1.無線電波的波段和無線電波的發(fā)射與接收。

?長波??中波 無線電波的波段?中短波??微波??開放電路?發(fā)射??調(diào)幅

?調(diào)制?調(diào)頻???調(diào)諧(產(chǎn)生電諧振)?接收??調(diào)幅波?檢波

?解調(diào)?調(diào)頻波??2.難點(diǎn)和疑點(diǎn)是調(diào)制和解調(diào)。

要把頻率較低的信號加載到高頻信號上去，就好像人的遠(yuǎn)行能力有限，所以乘汽車、飛機(jī)一樣。因此，高頻振蕩信號就是那些有用的低頻信號的載體，而這“加載”過程就是物理上所說的“調(diào)制”過程。

既然有用的信號是加載到高頻信號上的，當(dāng)接收到電磁波后，為了御下有用的信號，就必須通過解調(diào)，把有用信號“檢”出來。各個擊破

【例1】 用一平行板電容器和一個線圈組成LC振蕩電路，要增大發(fā)射電磁波的波長，可采用的做法是()A.增大電容器兩極板間的距離 B.減小電容器兩極板間的距離 C.減小電容器兩極板正對面積 D.在電容器兩極板間加入電解質(zhì)

解析：由λ=c/f知，要增大發(fā)射電磁波的波長，必須減小振蕩電路的振蕩頻率f，由f?12?LC可知，要減小f，就必須增大電容器的電容C或電感L，由C=

?，可判斷4?kdB、D操作滿足要求。答案：BD 類題演練 關(guān)于無線電波的發(fā)射過程，下列說法正確的是()A.必須對信號進(jìn)行調(diào)制 B.必須使信號產(chǎn)生電諧振 C.必須把傳輸信號加到高頻電流上 D.必須使用開放回路

解析：電磁波的發(fā)射過程中，一定要對低頻輸入信號進(jìn)行調(diào)制用開放電路發(fā)射。答案：ACD 【例2】 調(diào)諧電路的可變電容器的動片從完全旋入到完全旋出仍接收不到較高頻率電臺發(fā)出的電信號，要收到電信號，應(yīng)()A.增大調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù) B.加大電源電壓

C.減小調(diào)諧電路中線圈的匝數(shù) D.將線圈中的鐵芯取走 解析：當(dāng)調(diào)諧電路的固有頻率等于電臺發(fā)出信號的頻率時，發(fā)生電諧振才能收聽到電臺信號。由題意知收不到電信號的原因是調(diào)諧電路固有頻率低，由f?節(jié)前提下，可減小電感L，即可通過C、D的操作升高f。答案：CD

12?LC，可知在C無法調(diào) 2

第二篇：高中物理第十四章電磁波3電磁波的發(fā)射和接收素材選修3-4教案

3．電磁波的發(fā)射和接收

19世紀(jì)60年代，英國物理學(xué)家麥克斯韋總結(jié)前人的科學(xué)技術(shù)，提出了電磁波學(xué)說。20多年后，德國科學(xué)家赫茲通過實(shí)驗(yàn)，證明了電磁波的存在。

什么是電磁波呢?從電工學(xué)電磁感應(yīng)現(xiàn)象知道，在電磁場里，磁場的任何變化會產(chǎn)生電場，電場的任何變化也會產(chǎn)生磁場。交變的電磁場不僅可能存在于電荷、電流或?qū)w的周圍，而且能夠脫離其產(chǎn)生的波源向遠(yuǎn)處傳播，這種在空間以—定速度傳播的交變電磁場，就稱為電磁波。無線電技術(shù)中使用的這一段電磁波稱為無線電波。

無線電波的傳播

理論分析和實(shí)驗(yàn)都表明無線電波是橫波，即電場和磁場的方向都與波的傳播方向垂直。而且電場強(qiáng)度與磁場強(qiáng)度的方向也總是相互垂直的。

無線電波在空間傳播時，必然要受到大氣層的影響，尤其以電離層的影響最為顯著。電離層是由于從太陽及其他星體發(fā)出的放射性輻射進(jìn)入大氣層，使大氣層被電離而形成的。電離層內(nèi)含有自由電子是影響無線電波的主要因素。

電離層對無線電波的主要影響是使傳播方向由電子密度較大區(qū)域向密度較小區(qū)域彎曲，即發(fā)生電波折射。這種影響隨波段的不同而不相同。波長越長，折射越顯著。30MHz以下的波被折回地面；30MHz以上的波，則穿透電離層。另外，電波受電離層的另—影響是能量被吸收而衰減。電離程度越大，衰減越大；波長越長，衰減亦越大。

無線電波的傳播方式，因波長的不同而有不同的傳播特性，分為地波、天波和空間波三種形式。

地波――沿地球表面空間向外傳播的無線電波。中、長波均利用地波方式傳播。

天波――依靠電離層的反射作用傳播的無線電波叫做天波。短波多利用這種方式傳播。

空間波――沿直線傳播的無線電波。它包括由發(fā)射點(diǎn)直接到達(dá)接收點(diǎn)的直射波和經(jīng)地面反射到接收點(diǎn)的反射波。超短波的電視和雷達(dá)多采用空間波方式傳播。

各種波長的傳播特性如下

長波(見波段劃分表)波長在3000M以上，中波在100—1000M。長波段主要用作發(fā)射標(biāo)準(zhǔn)時間信號。而中波主要用作本地?zé)o線電廣播和海上通信及導(dǎo)航。

短波主要靠天波傳播。傳送距離較遠(yuǎn)，甚至可以用作國際無線電廣播，遠(yuǎn)距離無線電話和電報(bào)通信等。

超短波是波長在10M—1m的波，只能用空間波傳播，其主要以直線傳播為主，由于有地球曲率的影響，傳播距離較短，不得不靠增加天線高度來增加通信距離。如無線電視等。利 用對流層和電離層散射，超短波傳播距離大大增加，使雷達(dá)技術(shù)得到廣泛應(yīng)用。

頻譜的高端300兆赫以上，我們稱微波，主要是穿過電離層，用于衛(wèi)星通信與無線電遙感等。

無線電波的接收

理論上講，接收與發(fā)射是一個相反的過程。首先要使天線與電子線路都工作在發(fā)射載波的頻率上，然后經(jīng)解調(diào)與放大得到發(fā)端傳送的信息。將調(diào)制信號還原出來的過程叫做解調(diào)。解調(diào)又有檢波與鑒頻和鑒相之分。

接收設(shè)備最重的任務(wù)是把遠(yuǎn)距離無線電發(fā)射機(jī)發(fā)送的載息無線電波中的有用信息提取出來。然后進(jìn)入“解調(diào)器”。檢波之后的音頻信號經(jīng)音頻輸出放大之后送到收音機(jī)的喇叭。

無線電接收機(jī)的技術(shù)參數(shù)：

靈敏度衡量接收機(jī)對微弱信號接收能力的重要參數(shù)，它與噪聲系數(shù)可以相互換算。靈敏度可用電壓表示uV或dBuV，也可以用功率表示dBm。以收音機(jī)為例，這是能否收到、或能否穩(wěn)定收到電臺廣播的指標(biāo)。

選擇性衡量接收機(jī)對所需信號頻率、頻帶的選擇能力。接收機(jī)的調(diào)諧和通頻帶對選擇性起決定作用。

頻率特性接收機(jī)頻率特性就是接收機(jī)的通頻帶。它的寬度應(yīng)準(zhǔn)確適應(yīng)接收信號的頻帶寬度，只選信號，不需嗓聲和干擾。

接收機(jī)的增益常常不是重要指標(biāo)，而接收機(jī)的動態(tài)范圍卻是重要指標(biāo)。所謂動態(tài)范圍是指接收機(jī)在輸入信號從非常微弱到非常強(qiáng)的范圍內(nèi)變動時，它能維持穩(wěn)定的輸出，并保持其額定靈敏度的能力。良好的接收機(jī)動態(tài)范圍會達(dá)到甚至超過100dB。

第三篇：高中物理第十三章光3光的干涉課堂互動學(xué)案選修3-4教案

光的干涉

課堂互動

三點(diǎn)剖析 1.光的干涉

光的干涉：在兩列光波的疊加區(qū)域，某些區(qū)域相互加強(qiáng)，出現(xiàn)亮紋，某些區(qū)域相互減弱，出現(xiàn)暗紋，且加強(qiáng)和減弱的區(qū)域相間，即亮紋和暗紋相間的現(xiàn)象。

(1)光的干涉必須具備的條件：頻率相同，振動情況總是相同。能發(fā)生干涉的兩列波稱為相干波，兩個光源稱為相干光源，相干光源可用一束光分成兩列而獲得。(2)相鄰兩亮條紋間的間距公式：Δx=

l?，其中λ為光波波長，l為縫到屏的距離，d為d雙縫間距。

2.薄膜干涉以及增透膜

薄膜干涉：光照射在薄膜上，在前表面和后表面兩個界面上均會發(fā)生反射，由于薄膜的厚度不均勻，不同位置的反射光傳播的路程差不同，形成明暗相間的條紋，根據(jù)條紋的情況可以判斷薄膜的厚度。

增透膜是利用在薄膜兩表面的反射光形成干涉相互抵消的特點(diǎn)，在入射光強(qiáng)度一定的情況下，兩列反射光疊加形成暗紋，相互抵消使反射光的強(qiáng)度減弱，從而使透射光強(qiáng)度加強(qiáng)。3.相干光源

如果兩個光源發(fā)出的光能夠產(chǎn)生干涉，這樣的兩個光源叫做相干光源。相干光源可用同一束光分成兩束而獲得。要求是相同頻率，振動情況相同且相差恒定。各個擊破

【例1】 兩個普通白熾燈發(fā)出的光相遇時，我們觀察不到干涉條紋，這是因?yàn)?)A.兩個燈亮度不同 B.燈光的波長太短 C.兩燈光的振動情況不同 D.電燈發(fā)出的光不穩(wěn)定 解析：一般情況下，兩個不同的光源發(fā)出的光或同一個光源的不同部分發(fā)出的光振動情況往往是不同的，由點(diǎn)光源發(fā)出的光或同一列光分出的兩列光其振動情況是相同的，故選C。答案：C 類題演練1 用包括有紅光、綠光、紫光三種色光的復(fù)合光做光的干涉實(shí)驗(yàn)，所產(chǎn)生的干涉條紋中，離中央亮紋最近的干涉條紋是()A.紫色條紋 B.綠色條紋 C.紅色條紋 D.都一樣近解析：本題考查干涉條紋與入射光波長之間的關(guān)系，由相鄰兩亮條紋間的間距Δx=

lλ可d知：條紋間的間距與波長成正比，故A項(xiàng)正確。答案：A 【例2】 如圖13-2-1所示是用干涉法檢查某塊厚玻璃板的上表面是否平整的裝置，所用單色光為普通光加濾光片產(chǎn)生的，檢查中所觀察到的條紋是由下列哪兩個表面反射的光線疊加而成的()

圖13-2-1 A.a的上表面和b的下表面B.a的上表面和b的上表面 C.a的下表面和b的上表面D.a的下表面和b的下表面 解析：關(guān)鍵是找到使光線發(fā)生干涉的薄膜，本題中a是樣本，b是被檢查的平面，而形成干涉的兩束反射光是a、b間的空氣薄層，所以選C。答案：C 類題演練2 市場上有一種燈具俗稱“冷光燈”，用它照射物體時能使被照物體處產(chǎn)生的熱效應(yīng)大大降低，從而廣泛地應(yīng)用于博物館、商店等處。這種燈降低熱效應(yīng)的原因之一是在燈泡后面放置的反光鏡玻璃表面上鍍一層薄膜(例如氟化鎂)，這種膜能消除玻璃表面反射回來的熱效應(yīng)最顯著的紅外線，以λ表示此紅外線在薄膜中的波長，則所鍍薄膜的厚度最小應(yīng)為()A.λ/8 B.λ/4 C.λ/2 D.λ 解析：要消除經(jīng)外線的反射，必須使紅外線在薄膜的兩個面上反射光的路程差正好等于紅外線半個波長λ/2的奇數(shù)倍，即Δs=(2k+1)λ/2，其中Δs為光在薄膜兩個面上反射的路程

差，即Δs=2d,Δs的最小值為λ/2,所以2d=λ/2，即薄膜的最小厚度d為λ/4，答案B是正確的。答案：B 【例3】 一般情況下很難觀察到光的干涉現(xiàn)象的原因是什么？

解答：由于不同光源發(fā)出的光頻率一般不同，即使是同一光源，它的不同部位發(fā)出的光也不一定相同或相差恒定，故一般情況下看不到光的干涉現(xiàn)象。

類題演練3 在雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，以白光為光源，在屏幕上觀察到了彩色干涉條紋，若在雙縫中一縫前放一紅色濾光片(只能透過紅光)，另一縫前放一綠色濾光片(只能透過綠光)，這時()A.只有紅色和綠色的雙縫干涉條紋，其他顏色的雙縫干涉條紋消失 B.紅色和綠色的雙縫干涉條紋消失，其他顏色的雙縫干涉條紋依然存在 C.任何顏色的雙縫干涉條紋都不存在，但屏上仍有光亮 D.屏上無任何光亮 答案：C 2

第四篇：高中物理第十四章電磁波第4節(jié)電磁波與信息化社會教案選修3-4解析

14.4 電磁波與信息化社會

物理核心素養(yǎng)主要由“物理觀念”“科學(xué)思維”“科學(xué)探究”“科學(xué)態(tài)度與責(zé)任”四個方面構(gòu)成。教學(xué)目標(biāo)

1了解光信號和電信號的轉(zhuǎn)換過程； 2了解電視信號的錄制、發(fā)射和接收過程； 3了解雷達(dá)的定位原理。

教學(xué)重點(diǎn)：電磁波在信息社會的作用。教學(xué)難點(diǎn)：電磁波在信息社會的作用。

一、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。

二、電視和雷達(dá) 1電視

（1）電視的歷史：

1927年，美國人研制出最早的電視機(jī)。1928年，美國通用公司生產(chǎn)出第一臺電視機(jī)。1925年，美國開始試驗(yàn)發(fā)射一些電視圖像，不僅小，而且模糊不清。1927年，紐約州斯克內(nèi)克塔迪一家老資格的無線電臺開始每周三次進(jìn)行試驗(yàn)性廣播。1939年，全國廣播公司在紐約市試驗(yàn)廣播。美國最早的電視機(jī)，熒光屏是圓形的，只有5-9英寸大，差不多要坐在電視機(jī)跟前才能看清。但是，電視很快以驚人的速度沖進(jìn)了美國人的家庭（第二次世界大戰(zhàn)中，電視的發(fā)展一度陷入停頓。1947年美國家庭中約有1．4萬臺電視機(jī)，1949年達(dá)到近100萬臺。1955年，將近3000萬臺，1960年，達(dá)6000萬臺，于1951年問世的彩色電視機(jī) 以及大屏幕電視機(jī)也進(jìn)入美國人家庭。目前美國約有l(wèi)．2l億臺電視機(jī)，平均不到兩個人就有一臺電視機(jī)）。

中國最早的電視誕生在1958年3月17日。

這天晚上，我國電視廣播中心在北京第一次試播電視節(jié)目，國營天津無線電廠（后改為天津通信廣播公司）研制的中國第一臺電視接收機(jī)實(shí)地接收試驗(yàn)成功。

這臺被譽(yù)為“華夏第一屏”的北京牌820型35cm電子管黑白電視機(jī)，如今擺在天津通信廣播公司的產(chǎn)品陳列室里。我國在1958年以前還沒有電視廣播，國內(nèi)不能生產(chǎn)電視機(jī)。1957年4月，第二機(jī)械工業(yè)部第十局把研制電視接收機(jī)的任務(wù)交給國營天津無線電廠，廠領(lǐng)導(dǎo)立即組織試制小組，黃仕機(jī)同志主持設(shè)計(jì)。當(dāng)年，試制組多數(shù)成員只有20歲上下，他們對電視這門綜合電、磁、聲、光的新技術(shù)極其生疏，沒有見過電視機(jī)，參考資料也很少，通過對資料、國外樣機(jī)、樣件的研究，他們根據(jù)當(dāng)時國內(nèi)元器件生產(chǎn)能力和工藝加工水平，制定了“電視接收和調(diào)頻接收兩用、通道和掃描分開供電、采用國產(chǎn)電子管器件”的電視機(jī)設(shè)計(jì)方案。

我國第一臺電視機(jī)的試制成功，填補(bǔ)了我國電視機(jī)生產(chǎn)的空白，是我國電視機(jī)生產(chǎn)史的起點(diǎn)，今天我國已成為世界電視機(jī)生產(chǎn)大國。（2）電視的錄制

電視在電視發(fā)射端，由攝像管（圖18-14）攝取景物并將景物反射的光轉(zhuǎn)換為電信號。攝像鏡頭把被攝景物的像投射在攝像管的屏上，電子槍發(fā)出的電子束對屏上的圖像進(jìn)行掃描。掃描的路線如圖所示，從a開始，逐行進(jìn)行，直到b。電子束把一幅圖像按照各點(diǎn)的明暗情況，逐點(diǎn)變?yōu)閺?qiáng)弱不同的信號電流。天線則把帶有圖像信號的電磁波發(fā)射出去。

掃描行數(shù)：普通清晰度電視（LDTV——Low Definition Television的簡稱）200-300線，標(biāo)準(zhǔn)清晰度電視（SDTV）500-600線，高清晰度電視（HDTV）1000線以上。（3）信號的調(diào)制與發(fā)射

調(diào)制過程見圖18-17甲圖。請注意，攝象機(jī)無法在屏幕上顯現(xiàn)聲音信號，因此，這里還有一個同步錄音后，將聲波（機(jī)械波）轉(zhuǎn)換成點(diǎn)信號的過程。最后，圖象（電）信息和聲音（電）信息都要同時調(diào)制在高頻載波中去。

攝像機(jī)在一秒內(nèi)傳送25張畫面，這些畫面都要通過發(fā)射設(shè)備發(fā)射出去。電視接收機(jī)也以相同的速率在熒光屏上顯現(xiàn)這些畫面。由于畫面更換迅速，眼睛又有視覺暫留現(xiàn)象，所以我們感覺到的是連續(xù)的活動景像。⑷電視信號的接收

在電視接收端，天線收到電磁波后產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)過調(diào)諧、解調(diào)等處理，將得到的圖像信號送到顯像管（圖18-16），還原成景物的像。顯像管里的電子槍發(fā)射的電子束也在熒光屏上掃描，掃描的方式和步調(diào)與攝像管的掃描同步。同時，顯像管電子槍發(fā)射電子束的強(qiáng)弱受圖像信號的控制，這樣在熒光屏上便出現(xiàn)了與攝像屏上相同的像。電視機(jī)天線接收到的電磁波除了載有圖像信號外，還有伴音信號。伴音信號經(jīng)解調(diào)取出后送到揚(yáng)聲器。

電視技術(shù)還廣泛應(yīng)用在工業(yè)、交通、文化教育、國防和科學(xué)研究等各個方面。現(xiàn)代化的辦公室常常用到傳真機(jī)。電視傳遞的是活動的圖像，而傳真?zhèn)鬟f的是靜止的圖像，如圖表、書信、照片等。傳真的原理和電視相似，也是把圖像逐點(diǎn)變成電信號，然后通過電話線或其他途經(jīng)傳送出去。介紹：數(shù)字電視和等離子電視

數(shù)字電視是電視數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化后的產(chǎn)物。相對于傳統(tǒng)的模擬電視，它可以同時傳輸和接收多路視頻信號和其他數(shù)字化信息，同時令信息數(shù)字化存儲以便觀眾隨時調(diào)用。其圖像水平清晰度達(dá)到１２００線以上，聲音質(zhì)量也非常高。與傳統(tǒng)的模擬電視相比，數(shù)字電視的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：第一，提高了頻率資源的利用率。利用數(shù)字壓縮技術(shù)可以在一個標(biāo)準(zhǔn)有線電視模擬頻道中傳輸4—10套電視節(jié)目。第二，提高電視信號的傳輸和接收質(zhì)量，可以保證用戶接收到和前端播出效果基本相同的電視信號。第三，可以提供數(shù)據(jù)廣播。第四，逐步改變觀眾傳統(tǒng)的收視習(xí)慣，由被動收看到準(zhǔn)視頻點(diǎn)播（NVOD）收看，以至下一步的收看真正的視頻點(diǎn)播(VOD)。頻率資源的增加有利于節(jié)目數(shù)量的增加和頻道的專業(yè)化，可滿足不同觀眾群體的需要。我國將在2008年全面推進(jìn)數(shù)字高清晰度電視，2010年基本實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，2015年停止模擬信號的播出。觀眾家里只要能夠收看有線電視，那么，再接上一個機(jī)頂盒就可以收看豐富多彩的數(shù)字電視了。

等離子電視（PDM——Plasma Display Monitor的簡稱）: 等離子（PDP）是指通過在兩張薄玻璃板之間充填混合氣體，施加電壓使之產(chǎn)生離子氣體，然后使等離子氣體放電并與基板中的熒光體發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生彩色影像的電視產(chǎn)品。它以等離子管作為發(fā)光元件，大量的等離子管排列在一起構(gòu)成屏幕，每個等離子對應(yīng)的每個小室內(nèi)都充有氖氙氣體，在等離子管電極間加上高壓后，封在兩層玻璃之間的等離子管小室中的氣體會產(chǎn)生紫外光，并激發(fā)平板顯示屏上的紅綠藍(lán)三基色熒光粉發(fā)出可見光。每個等離子管作為一個像素，由這些像素的明暗和顏色變化組合使之產(chǎn)生各種灰度和色彩的圖像，類似顯像管發(fā)光。等離子電視又被稱做“壁掛式電視”，不受磁力和磁場影響，具有機(jī)身纖薄、重量輕、屏幕大、色彩鮮艷、畫面清晰、亮度高、失真度小、視覺感受舒適、節(jié)省空間等優(yōu)點(diǎn)。目前，常見的等離子電視有42、52、60寸。2雷達(dá)

雷達(dá)是利用無線電波測定物體位置的無線電設(shè)備。

電磁波如果遇到尺寸明顯大于波長的障礙物就要發(fā)生反射，雷達(dá)就是利用電磁波的這個特性工作的．波長越短的電磁波，傳播的直線性越好，反射性能越強(qiáng)，因此雷達(dá)用的是微波。

雷達(dá)的天線可以轉(zhuǎn)動。它向一定的方向發(fā)射不連續(xù)的無線電波（叫做脈沖）。每次發(fā)射的時間不超過1ms，兩次發(fā)射的時間間隔約為這個時間的100倍。這樣，發(fā)射出去的無線電波遇到障礙物后返回時，可以在這個時間間隔內(nèi)被天線接收。測出從發(fā)射無線電波到收到反射波的時間，就可以求得障礙物的距離，再根據(jù)發(fā)射電波的方向和仰角，便能確定障礙物的位置了。

實(shí)際上，障礙物的距離等情況是由雷達(dá)的指示器直接顯示出來的。當(dāng)雷達(dá)向目標(biāo)發(fā)射無線電波時，在指示器的熒光屏上呈現(xiàn)一個尖形脈沖；在收到反射回來的無線電波時，在熒光屏上呈現(xiàn)第二個尖形脈沖，如圖所示。根據(jù)兩個脈沖的間隔可以直接從熒光屏上的刻度讀出障礙物的距離．現(xiàn)代雷達(dá)往往和計(jì)算機(jī)相連，直接對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

利用雷達(dá)可以探測飛機(jī)、艦艇、導(dǎo)彈等軍事目標(biāo)，還可以用來為飛機(jī)、船只導(dǎo)航。在天文學(xué)上可以用雷達(dá)研究飛近地球的小行星、慧星等天體，氣象臺則用雷達(dá)探測臺風(fēng)、雷雨云。

三、移動電話

四、因特網(wǎng)

五、電磁波的危害

手機(jī)的危害原因

在待機(jī)狀態(tài)下，手機(jī)不斷的發(fā)射電磁波，與周圍環(huán)境交換信息。手機(jī)在建立連接的過程中發(fā)電磁波可能造成的傷害，手機(jī)釋放的電磁輻射對腦細(xì)胞的影響，電磁輻射的遺害會不斷累積﹐在十至十五年后﹐很可能出現(xiàn)更多因手機(jī)普及而導(dǎo)致的癌癥病例。電磁輻射對胎兒的發(fā)育起到極大的影響。容易導(dǎo)致胎兒畸形和發(fā)育不良。

第五篇：高中物理第十一章機(jī)械振動2簡諧運(yùn)動的描述互動課堂學(xué)案選修3-4教案

2．簡諧運(yùn)動的描述

互動課堂

疏導(dǎo)引導(dǎo)

1.理解振幅、周期和頻率的物理意義

（1）定義：振幅是振子離開平衡位置的最大距離，單位：m；周期是振動物體完成一次全振動所需要的時間，單位：s；頻率是單位時間完成全振動的次數(shù)，單位：Hz.（2）作用：振幅是描述振動強(qiáng)弱的物理量；周期和頻率是描述振動快慢的物理量，與振幅無關(guān).（3）振幅、周期和頻率是描述振動或其他周期性運(yùn)動的特征量.2.振動的振幅與振動的位移

（1）振幅是振動物體離開平衡位置的最大距離；位移是物體相對于平衡位置的位置變化.（2）振幅是表示振動強(qiáng)弱的物理量，在同一簡諧運(yùn)動中振幅是不變的，但位移卻時刻變化.（3）振幅是標(biāo)量，位移是矢量.（4）振幅在數(shù)值上等于最大位移的絕對值.3.振幅與路程的關(guān)系

（1）振動物體在一個周期內(nèi)的路程一定為四個振幅.（2）振動物體在半個周期內(nèi)的路程一定為兩個振幅.1T內(nèi)的路程可能等于一個振幅，可能大于一個振幅，還可能小于一個振411幅.只有當(dāng)T的初時刻，振動物體在平衡位置或最大位移處，T內(nèi)的路程才等于一個振44（3）振動物體在幅.計(jì)算路程的方法是：先判斷所求的時間內(nèi)有幾個周期,再依據(jù)上述規(guī)律求路程.4.簡諧運(yùn)動的對稱性和周期性

做簡諧運(yùn)動的物體，運(yùn)動過程中各物理量關(guān)于平衡位置對稱.以水平彈簧振子為例，振子通過關(guān)于平衡位置對稱的兩點(diǎn)，加速度、速度大小相等，動能相等，勢能相等.對稱性還表現(xiàn)在過程量的相等上，如從某點(diǎn)到達(dá)最大位移位置和從最大位移位置再回到該點(diǎn)所需要的時間相等.簡諧運(yùn)動是一種周而復(fù)始的周期性的運(yùn)動，按其周期性可做如下判斷：（1）若t1-t2=nT,則t1、t2兩時刻振動物體在同一位置，運(yùn)動情況相同；（2）若t2-t1=nT+向相反.（3）若t2-t1=nT+1T,則t1、t2兩時刻，描述運(yùn)動的物理量（x、F、a、v）均大小相等，方213T或t2-t1=nT+T，則當(dāng)t1時刻物體到達(dá)最大位移處時，t2時刻物體44到達(dá)平衡位置；當(dāng)t1時刻物體在平衡位置時，t2時刻到達(dá)最大位移處；若t1時刻物體在其他位置，t2時刻物體到達(dá)何處就要視具體情況而定.5.簡諧運(yùn)動的表達(dá)式

做簡諧運(yùn)動的物體位移x隨時間t變化的表達(dá)式： x=Asin(ωt+φ).說明：（1）式中x表示振動質(zhì)點(diǎn)相對平衡位置的位移.（2）式中A表示簡諧運(yùn)動的振幅.（3）式中ω叫做簡諧運(yùn)動的圓頻率，它也表示簡諧運(yùn)動的快慢，與周期T及頻率f的關(guān)系 是：ω=2?=2πf T2??t+φ)或x=Asin(2πft+φ)T 所以表達(dá)式也可寫成：x=Asin(因此，已知x隨t變化的表達(dá)式可直接找出簡諧運(yùn)動的周期或頻率.（4）式中φ表示t=0時簡諧運(yùn)動質(zhì)點(diǎn)所處的狀態(tài)，稱為初相位，或初相；（ωt+φ）代表了做簡諧運(yùn)動的質(zhì)點(diǎn)在t時刻處在一個運(yùn)動周期中的哪個狀態(tài)，所以代表簡諧運(yùn)動的相位.（5）相位差：即某一時刻的相位之差.兩個具有相同圓頻率（ω）的簡諧運(yùn)動，設(shè)其初相分別為φ1和φ2，當(dāng)φ2＞φ1時，其相位差Δφ=（ωt+φ2）-(ωt+φ1)=φ2-φ

1此時我們常說2的相位比1超前Δφ，或者說1的相位比2的相位落后Δφ.活學(xué)巧用

1.如圖11-2-1所示，彈簧振子在AA′間做簡諧運(yùn)動，測得AA′相距8 cm，從第1次通過平衡位置開始計(jì)時，第15次通過平衡位置時停止計(jì)時，共用了14 s，則

圖11-2-1（1）振幅為__________；（2）周期為__________；

（3）振子完成4次全振動所經(jīng)過的總路程為__________.思路解析：（1）振幅是離開平衡位置的最大距離.由題意可知振幅A=4 cm.(2)振子每連續(xù)兩次通過平衡位置的時間為一個周期，故周期T=2 s.(3)振子完成一次全振動的路程為4A，4次全振動路程為s=16A=64 cm.答案：（1）4 cm(2)2 s(3)64 cm 2.一質(zhì)點(diǎn)做簡諧運(yùn)動，振幅是4 cm、頻率是2.5 Hz，該質(zhì)點(diǎn)從平衡位置起向正方向運(yùn)動，經(jīng)2.5 s質(zhì)點(diǎn)的位移和路程分別是（選初始運(yùn)動方向?yàn)檎较颍ǎ?/p>

A.4 cm,24 cm B.-4 cm,100 cm C.零，100 cm D.4 cm,100 cm 思路解析：周期T=

111? s=0.4 s，t=2.5 s=6T，質(zhì)點(diǎn)在2.5 s后將到達(dá)正的最大

4f2.5位移處，故位移為4 cm;路程為6×4A+A=25A=100 cm.答案：D 3.如圖11-2-2所示，彈簧振子在BC間振動.O為平衡位置，BO=CO=5 cm，若振子從B到C的運(yùn)動時間為1 s，則下列說法正確的是（）

圖11-2-2 A.振子從B經(jīng)O到C完成一次全振動 B.振動周期為1 s，振幅為10 cm C.經(jīng)過兩次全振動，振子通過的路程為20 cm D.從B開始經(jīng)過3 s，振子通過的路程是30 cm

思路解析：振子從B→O→C僅完成了半次全振動，所以周期T=2×1 s=2 s，振幅A=BO=5 cm.振子在一次全振動中通過的路程為4A=20 cm，所以兩次全振動中通過的路程為40 cm，3 s 的時間為1.5T，所以振子通過的路程為30 cm.故正確選項(xiàng)為D.答案：D 4.一彈簧振子做簡諧運(yùn)動，周期為T，下列說法正確的是（）

A.若t時刻和（t+Δt）時刻振子運(yùn)動位移的大小相等、方向相同，則Δt一定等于T的整數(shù)倍

B.若t時刻和（t+Δt）時刻振子運(yùn)動速度的大小相等、方向相反，則Δt一定等于數(shù)倍

C.若Δt=T，則在t時刻和（t+Δt）時刻振子運(yùn)動的加速度一定相等 D.若Δt=

T的整2T，則在t時刻和（t+Δt）時刻彈簧的長度一定相等 2

圖11-2-3

思路解析：對選項(xiàng)A，只能說明這兩個時刻振子處于同一位置，設(shè)為P，如圖11-2-3所示，并未說明這兩個時刻振子的運(yùn)動方向是否相同，Δt可以是振子由P向B再回到P的時間，故認(rèn)為Δt一定等于T的整數(shù)倍是錯誤的.對選項(xiàng)B，振子兩次到P位置時速度大小相等、方向相反，但并不能肯定Δt等于

T的整數(shù)倍，選項(xiàng)B也是錯誤的.在相隔一個周期T的兩2個時刻，振子只能位于同一位置，其位移相同，合外力相同，加速度必須相等，選項(xiàng)C是正確的.相隔T的兩個時刻，振子的位移大小相等、方向相反，其位置可位于與P相對稱的P′2處，在P處彈簧處于伸長狀態(tài)，在P′處彈簧處于壓縮狀態(tài)，彈簧長度并不相等，選項(xiàng)D是錯誤的.答案：C 3