《电磁场与电磁波知识点总结【优秀5篇】》

电磁场与电磁波的电子通信技术应用论文 篇1

0引言

21世纪是信息化的时代，电子通信在社会生产和生活中起到了关键性的作用，给人们的生活和工作带来了极大的便利。而电磁场和电磁波在电子通信中占据着重要地位，能够实现信息的高效传输。近年来，随着移动通信网络和智能移动终端在社会上的快速普及，电子通信已经渗透到了人们生活中的方方面面，而移动通信中更是离不开对电磁场和电磁波的应用。在这种情况下，加强对电磁场和电磁波在电子通信技术中的应用研究意义重大，必须得到充分的重视。本文正是基于这一考虑，对电磁场和电磁波在电子通信技术中的运用进行了一些有意义的探讨。

1电磁场和电磁波内容概述

1．1电磁场

在16世纪下半叶，吉伯特最早开始了对电磁场的研究，但他无法对电磁场的生成机制进行准确描述。这种情况一直持续到奥斯特发现电流磁效应后才有所改善。在电流的磁效应被发现后，很多学者都试图发掘其他电磁效应，并进一步提出了电和磁的相互作用问题。其中，贡献最大的当属法拉第，因为他发现了感应电流与磁场强度的变化量有关，进而总结提出了电磁感应定律，这奠定了近代电磁场研究的理论基础。

1．2电磁波

电磁波是由振荡情况一致但振荡方向却相反的电场和磁场形成的，它在空间中能够以波的方式来传播能量，其传播方向则与电磁、磁场平相垂直。如果根据频率来对电磁辐射进行分类，那么它可以分为无线电波、可见光、红外线、紫外线和微波等等。现实中，电磁波无处不在且各种物体都可以发射电磁波，但只有特定波长的电磁波才能被人类的眼睛接收看到。电磁波在空间中的传播并不依赖介质，即它可以在真空中进行传播且速度与光速相同。

2电磁场和电磁波在电子通信中的运用探讨

2．1在移动通信中的应用

早在20世纪代，就已经有相关机构和学者开始了对移动通信技术的研究，但我国直到20世纪80年代末才诞生了首部基于蜂窝模拟的移动通信电话。伴随着首部移动通信电话的诞生，移动通信系统也随之出现，这时的系统主要采用了模拟技术和频分多址技术。紧随着第一移动通信系统，第二代移动通信技术也在不久后进行了商用，即我们常说的2G网络。在此基础上，通过将移动通信技术和互联网技术相融合，移动通信系统很快便发展到了第三代，即我国三大电信运营商主推的WCDMA、CDMA和TDSCDMA。此时的电子通信技术不仅使无线频率的利用效率空前提升，而且通信速度也更快，同时还能支持各类多媒体功能的服务。近年来，我国电信运营商对移动通信系统进行了升级，4G移动通信系统已经在我国得到了大规模商用。4G网络因为可以通过宽带网络与其他网络相连，所以不仅可以实现不同频率间的转换，而且能够带来更快的通信速度，已经可以基本满足我国社会各界的需求。这两年世界各国都在争夺5G通信技术的标准制定权，我国自然也不甘落后，可以预见，未来的5G通信系统中，电磁场和电磁波的应用水平会进一步提升，而且必将给用户带来更好的移动通信体验。

2．2在微波通信中的应用

电磁场是产生电磁波的源头，而电磁波又是微波通信中各类信息的载体，所以电磁场和电磁波在微波通信中起着核心作用。在进行微波通信时，各种信息被加载到电磁波上，然后再在空间中以光速进行传播，如图1所示。如果遇到电子信号接收装置，那么装置就会对电磁波进行滤波操作，并将其携带的信息保留接收下来。微波因为波长较小的缘故，所以在传输中很容易遭到物体阻碍，而这会致使通信质量急剧下降，因此为了加强微波的传输作用，现实中一般会采用接力传输的方式，即每隔一定距离就设置一个微波增强装置，通过对微波信号的增强来弥补中途传输的消耗。但这样做也具有明显缺陷，其在长距离传输时，建设和使用成本会比较高，所以微波通信方式在现实中并不常用。

2．3在卫星通信中的应用

二战后，世界各国都在加强对卫星通信技术的研究和应用工作，而电磁场和电磁波是保证卫星通信质量的`关键技术。这主要是因为卫星通信是以卫星来作为信息传输的中转站，进而实现对各类电磁信息的传播、转换和反射。卫星通信可以被看作是一种特殊的微波通信方式，而通信卫星则可以被看作是微波通信中的中转站，这与微波通信中使用的微波增强装置的功能极为类似。我国居民广泛使用的通信卫星属于地球同步卫星，它其中就应用了大量的电磁场和电磁波技术，能够实现对信息的快速和有效传播。

3结语

近年来，随着人们对无线通信质量的要求越来越高，提升电磁场和电磁波在电子通信中的应用水平意义重大，必须得到我们充分的重视。

参考文献：

［1］凌Z．电子通信技术中电磁场和电磁波的运用［J］．山东工业技术，(16):146．

［2］李在林．电子通信技术中电磁场和电磁波的运用分析［J］．移动信息，(10):23－24．

［3］陈玉林．电磁场与电磁波在电子通信技术中的应用［J］．科技创新导报，，12(31):33－34．

［4］周孟桥．电磁场与电磁波在电子通信技术中的应用解析［J］．自然科学(文摘版)，2015(11):188．

初中物理电磁波知识点 篇2

初中物理电磁波知识点

电磁波的用途：

无线电无线电广播与电视都是利用电磁波来进行的。在无线电广播中，人们先将声音信号转变为电信号，然后将这些信号由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播。而在另一地点，人们利用接收机接收到这些电磁波后，又将其中的电信号还原成声音信号，这就是无线广播的大致过程而在电视中，除了要像无线广播中那样处理声音信号外，还要将图象的光信号转变为电信号，然后也将这两种信号一起由高频振荡的电磁波带着向周围空间传播，而电视接收机接收到这些电磁波后又将其中的电信号还原成声音信号和光信号，从而显示出电视的画面和喇叭里的声音。

无线电广播利用的电磁波的频率很高，范围也非常大，而电视所利用的电磁波的频率则更高，范围也更大。

其他方面此外，电磁波还应用于手机通讯、卫星信号、导航、遥控、定位、家电(微波炉、电磁炉)红外波、工业、医疗器械等方面。

电磁污染对人体的危害：

(1)电磁辐射是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因之一

(2)电磁辐射会对人体生殖系统、神经系统和免疫系统造成直接伤害

(3)电磁辐射是造成孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素之一

(4)过量的电磁辐射直接影响儿童身体组织、骨骼发育，导致视力、肝脏造血功能下降，严重者可导致视网膜脱落

(5)电磁辐射可使男性性功能下降、女性内分泌紊乱。

电磁波的应用经典例题

下列说法中，错误的是( )

A.电磁波本身也具有能量

B.我们的生活空间充满着电磁波

C.电磁波的频率越高，其波长也越大

D.电磁波是一种信息运载工具

答案：

C

知识的价值体现之一是它可以让我们避免许多不安全的事故。在下列安全提示中与它相应的解释不正确的是( )

A.打雷时请勿在大树下躲雨--雷击时电流很大，且易经大树流入大地

B.车辆启动、拉好扶手--惯性知识

C.高压危险请勿靠近--只有高压电对人体才是不安全的

D.微波炉工作时请勿靠近--过量的电磁波照射对人体是有害的

答案：

C

在二次大战期间，美军科技人员在调试雷达发射天线时，发现装在口袋里的巧克力“融化了”，究其原因后发现，原来是微波作用的结果。由于这一偶然的发现，人们制造了一种先进的灶具--微波炉。请你思考：

(1)微波炉与普通灶相比具有哪些优点？使用微波炉是不是只有优点而没有缺点？

(2)你从“发现微波能加热”这一科技小故事中得到了什么启发？

答案：

答：(1)微波炉的优点是：烹饪速度快，无油烟，食品的养分损失少，缺点是对人体有负作用。

(2)①任何一个科学规律的发现，都离不开观察和思考；

②只有注重知识应用才能充分发挥科学的作用；

③任何事物的诞生都可能有一定的负作用，在发明创造和应用时必须注意环保，预防其产生新的污染。

下列电器中不是利用电磁波工作的是( )

A.电饭锅 B.微波炉 C.收音机 D.手机

答案：

A

在下列各种电器设备中，工作时与电磁波无关的是( )

A.电冰箱 B.微波炉 C.移动电话 D.电视机

答案：

A

下列用品工作时没有利用电磁波的是( )

A.手机 B.电视机的遥控器

C.电饭锅 D.收音机

答案：

C

电磁场与电磁波物理教学反思 篇3

电磁场与电磁波物理教学反思

麦克斯韦电磁场理论是电磁学的最核心内容，其地位相当于经典力学中的牛顿运动定律所处的地位，所以它是本节教学中要重点突出的内容。但是由于其内容非常抽象，学生要深刻理解它比较困难，因此，在教设计上要把握好三个方面：第一，内容如何定位。对学生来讲，知识掌握的要求程度定位在定性了解的层面上。第二，如何化抽象为形象，考虑从多个层面突破教学中存在的知识抽象的难点。其一，实验探究层面突破――利用身边丰富的电磁波教学资源，来认识电磁波的庐山真面目，化抽象为具体。其二，媒体层面上突破――利用多媒体，建立与机械波形成相类似的电磁波形成的认识过程，呈现电磁波的形成过程“看不见”的另一面，化抽象为形象。其三，情感、兴趣…等角度。第三，考虑如何转变教学方式与学习方式。利用探究式教学方式，还原认识事物的原来面目。麦克斯韦从理论出发大胆预言电磁波的存在――这是一个伟大的猜想！是一个很好从理论上进行科学探究案例。

要达到以上的目标，下面就本人对这一节课在的教学前与后所引发的思考作一阐述。

一．创设实验探究情境，引发学生探究欲望

电磁波对学生而言，既熟悉又陌生。虽然人们天天都离不开它，但是学生对它的庐山真面目还是雾里看山。如何创设一个情境，引发学生思考，从而把本质的问题暴露出来，这是我课前一直琢磨的问题。首先，我考虑的是所设计的情境要有哪些方面的要求？――尽可能是实验情境、真实性要强、简单熟悉生活化、现象明显、可操作性强、参与面广、最好能带给学生惊喜、与电磁波有密切联系等。于是我想到了用收音机来设计探究实验的方案，但是如何用收音机设计一个能揭示电磁波本质问题的实验构想，却费了我不少心思。后来，从电灯的开与关时，收音机出现“喀喀”干扰声得到启发――这个情境就是一个绝妙的情境！所以我在这节课引入环节上，要求每一位学生自带一台小收音机，上课时要求学生打开收音机并调节到中波无台处，然后请每一个学生用一根导线与一只旧干电池，配合收音机做两次实验。

第一次实验。在*近收音机处，让导线的一端与干电池一个电极始终接触，导线另一端与电池的另一个电极断断续续接触（如图甲）。第二次实验。让导线的两端与干电池两个电极持续接触（如图乙）。实验后请学生描述现象，学生发现只有断断续续接触干电池时，收音机中才发出“喀喀”声，而导线两端持续接触电池电极时收音机中却无“喀喀”声。此时，学生的表现，并不是十分惊讶！（可能在平时生活上学生有感受过类似现象），我也不动声色。只是以平常心，泛泛地提了一个问题，

如何解释上述现象？

问题一出，学生就开始了议论，并且大多认为，因为有电所以有“喀喀”声。议论的焦点大多集中在第一个现象上，对第二个现象没多大注意。至此，我感觉到学生观察、思维中存在的不足已经暴露出来了，学生没有抓住关键现象进行比较、进行思考。现在该到了教师在“学生――现象之间”应起的“穿针引线”作用时候了，于是我及时抛出了一个问题：“两次实验同是所谓有‘电’，为什么现象是：一次有声一次无声！”学生为之一震！先前不以为然的脸部表情却一扫而光！取而代之的是满脸的困惑。随后在课堂上引发了学生探究问题的极大兴趣和欲望，达到了预期的效果――即激发学生更深一层的思考，进入理性思考气氛之中。

二、抓住问题，引发猜想，相互印证，揭示本质

上面从现象出发，从现象引发出问题，把学生推到问题之中，这是从现象向本质思考的重要转折点。关键问题呈现出来之后，引发猜想是探究中重要环节。但是从哪一个角度进行分析，引出猜想？

于是，我设置了如下关键词请学生造句

收音机电波爱拼才会赢

学生轻松地给出了大致相同答案：电波传到收音机，收音机中一曲《爱拼才会会赢》催人奋进。

学生的答案，显然，达到我要引导的方向，即收音机发出声音与电波的存在联系在了一起。收音机能检验出是否存在电波。

于是我设置如下一组问题

问题1：上述第一次实验，收音机中发出“喀喀”声意味着什么？

学生一下子意识到，断续接触，有电波产生（学生更熟悉用电波一词来表达电磁波）。

问题2．导线接通意味着什么？断开又意味着什么？断断续续接触又意味着什么？

学生间的讨论交流、相互提问很是热烈，其中心不外是，电路中电流发生了变化。收音机与断续接通的电路之间存在空间上阻隔，“为何它们心有灵犀一点通”？它们之间联系的桥梁是什么样？――是电波，电波究竟是什么？讨论中，终于有学生切入到电流周围有磁场，电流变化，电路周围磁场发生变化的认识。“电流变化、磁场变化、收音机、喀喀声、电波”等关键词在学生认识过程中形成了思考链条。把学生的思维推向了高潮，即从简单的现象，让学生对电磁波产生似乎有了“顿悟”感觉，但又疑惑重重，在朦胧中学生头脑里有了如下猜想

猜想：变化的磁场就是电波？或者变化的磁场产生了有电波？

这是从一个现象的某个观察角度所引发的猜想。如果能够从不同的现象、不同的角度进行观察、思考、猜想，让不同的猜想互相碰撞或相互印证，无疑对探究的深入推进，从而寻找更为普遍规律的猜想十分有意义。

正是基于这种的认识，在接下来的教学环节中设计了另一个实验探究情境――演示一个电磁感应现象。实验如右图所示。第一次在A线圈通入直流电，B中小灯泡不亮（如图甲）。第二次在A中通入交流电，B中小灯泡发光（如图乙），这实验在交流电教学中做过，学生很熟悉。如果问学生，为什么第二次小灯泡发光，第一次不发光。学生回答肯定是，因为第二次磁通量发生了变化，第一次磁通量没有变化。这个看似完美的回答，却没有揭示问题的本质。科学探究的关键恰恰就在于能否从平凡现象中找到不平凡之处，能否从别人没有看出问题的地方看出问题。在这个探究环节，为了达到这个目的，在后续教学行进过程，学生在讨论中、在困惑中、在希望中，我时不时地抛出了预先设置的如下探究引导问题。

问题1：小灯泡发光，意味着什么？――学生很快意识到B环中有电流。

问题2：B环中的有电流又意味着什么？――相互讨论之后，认识到是电子的定向移动。

问题3：什么力驱动B环中电子做定向移动？――学生感到困惑，但是学生从电子带电这一特征，还是猜想电子可能是受电场力的驱动作用。

问题4：电场力需要电场存在，A中电流只产生磁场，哪电场又从何而来？――这个问题是一个关键问题。也是一个疑惑不已的问题，一番讨论之后，终于有个别学生将信将疑地猜测，难道是磁场产生了电场？

此时，有学生立刻反驳，第一次A中电流也产生了磁场，如果磁场产生了电场，那第一次情况下，B中也应该有电流，小灯泡也应该会亮。

学生之间激烈争论着，学生之间不同的思想火花互相碰撞着，终于有学生看到第一次与第二次实验差别之处，正是这种差别的认识，学生的认识得到了提高，猜想往前推进了一步，意识到可能是变化的磁场产生了电场。

尽管还有不少学生感到不可思议，但我提醒学生将第一个探究情境中的猜想与第二个情境中的猜想作一对比，学生立刻感觉到两个情境中所引发的猜想有不谋而合之处。相互印证，学生疑惑顿开，感觉分析有道理，变化磁场应该会产生电场。

有了认识上的突破，我“乘胜追击”，通过电场与磁场现象的类比分析，学生很快大胆提出了相反的猜想，即变化的电场也应该会产生磁场。

为了论证这一猜想正确性，我建议学生能否设计一个实验加以验证。学生你一言我一语提出各自的想法，终于有了一个设计刍型，经老师完善之后，其实验装置如下图所示。原理是电子感应圈产生的交变电压加到两平行金属板上，两板之间产生了一个交变的电场，若交变的电场产生了变化磁场，则置在其中的线圈中应有感应电流，串在线圈中的微安表指针要发生偏转。

原理分析完毕，我忙于器材的连接，教室一片寂静，学生的目光聚焦在我的一举一动之上，从学生脸部表情，读出了学生焦急期待的心情。我接通电子感应圈电源的瞬间，投影到大屏幕上电流表的指针果然发生了偏转，一种期待成功的心愿得到的实现，发自内心的激动，学生暴发出阵阵掌声，师生情感交流得到了升华，探究气氛达到一个高潮。至此，学生深信无疑麦克斯韦电磁场理论的正确性。

三．发挥传统媒体和多媒体的优势互补作用

电磁波的形成过程的“细节”用真实的实验是无法展现的，它是看不见，摸不着。也图多媒体展示电磁波的形成过程。

因为这一点，所以它神秘、抽象。故考虑用多媒体技术在这一方面的优势来弥补实验的不足。在这一教学环节，利用电磁振荡现象设计了一段多媒体动画（大致如上图所画），来大致摸拟电磁波的形成和传播过程。因为是用逐帧逐渐向两侧淡出的表现手法，呈现出由近及远的缓慢传播过程，所以对帮助学生形象地建立电磁波的形成过程有很大好处。

如何探究电磁波传播的速度问题是我教学中考虑的另一个问题，情境设计的难度相当大，原因是电磁波的速度等于光速，通常的传播距离都很有限，无法觉察到电磁波速度这一问题。于是我巧妙地应用两地电视现场转播这一情境来解决这一问题。我录制一段录像在课堂上播放，场景是：中央电视台节目主持人与深圳记者之间的现场股评报导场面。其中有中央电视台主持人和深圳记者同在一个电视画面上的镜头，每主持人向记者提出问题后，记者反应都明显滞后，学生能估测出交流的滞后时间大约有1s左右，这种反应上滞后，学生能感受到不是来自人生理的因素。于是我抓住这个现象，给了学生一个提示，即两地间的电视信号是通过同步卫星传输的'，并且用多媒体动画展示了传输过程（大致如上图所示的画面）。之后，我提出如下问题

问题1：这现象说明了什么？――电磁波传播有一定的速度。

问题2：已知同步卫星的高度为3.6×107m，能否利用这个现象，估算出电磁波的速度大小？

学生动笔做了计算，主要有如下两种表现，老师适时做了点评。

第一种：V=S/t≈2×3.6×107m/1s=7.2×107m/s――错！

第二种：V=S/t≈4×3.6×107m/1s=1.4×108m/s――正确！

学生在初中已经学过光学基本知识，知道的光速大小是3.0×108m/s，电磁波的速度估算值与光速数量级相同，学生很是惊奇！是巧合还是有内在联系？由此引发了学生更深层次的猜想：电磁波的速度与光速是否相等？光是否也是电磁波？

四．教后几点反思

这是一节公开课，在正式上课之前，在教学的各个环节上花了比较长时间进行了思考与推敲，方案可以说是变了又变，改了又改，在前前后后的反反复复的实践中，有了很多感悟。归纳起来有如下几点感受颇深。

公开课最后的亮相，其实不是最重要的。最重要的是紧张准备的过程中，对教学有了更多的思考和深刻的领悟，对自己有了精益求精的要求。而这些内容和体验在书本中是难以深刻读懂的。现在留于形式的种种继续教育该怎么做？该追求什么样效益？值得反思。所以我个人认为公开课、观摩课之类的活动是青年教师成长的最好实践平台之一。

探究教学活动最重要是什么？引发学生猜想的问题可能是最重要，这个问题应该恰到好处地、巧妙地的设置在一个情境中，让问题有血有肉，不是一个干吧吧的问题，否则就激不起学生兴趣，学生能有进一步探究的动力吗？

探究教学中最难的是什么？可能是猜想。它需要细心的观察、独到的视角、认真地思辨、丰富的想象等等。所以教学中  如何培养学生的猜想能力对培养的学生各种综合能力有很好的启迪作用。

探究教学中学生最喜欢是什么？可能是各种实验活动。好的实验不仅能揭示出现象背后的本质，更重要的是能深深吸引学生的注意力，能引发学生思考，能用最有力的证据说明问题――事实胜于雄辩。能给学生以会心的微笑，甚至是一种心灵的震憾！

探究教学中对教师最具挑战的是什么？探究教学活动，更多的是强调学生的学习自主性。因此课堂上会出现很多来自学生中的各种各样问题，老师如何面对这些问题？是避而不答，还是迎难而上，这是两种截然不同的态度。探究教学活动需要的就是教师要倾听学生中不同声音，回避问题，还算是探究教学吗？所以面对问题，如何应对？是探究教学中教师面临的最大挑战，它要求教师要有丰富的知识储备和经验积累，教师的专业化成长不是一句空话。

探究教学活动学生最需要是什么？最需要的是时间。课堂上给学生更多的活动时间、交流时间、思考时间，给学生以信任。否则探究活动至多是留于形式，而不是教与学方式的根本转变。

科学探究教学活动给教学管理者带来的最大担心是什么？上级主管部门如何评价教学问题。从长远目标看，探究教学对培养学生的创造能力无疑是大有好处的。但由于探究教学活动与课时之间有矛盾，会打破传统教学环节中的种种应试训练。所以，目前的教学评价，能适应新的课堂教学改革吗？评价从来就是一种激励机制，没有合理的评价机制做保证，教学改革会面临各个方面的阻力。

高中物理《电磁场和电磁波》教学设计 篇4

高中物理《电磁场和电磁波》教学设计

一、导引

人类认识客观世界，发现新的事物，常有二种方式，一种是从生产实践，科学实验中观察分析后发现新的事物，另一种是从科学理论出发，预言新的事物存在，电磁波的发现，属于后一种。麦克斯韦从电磁场理论出发，运用了较为深奥的数学工具，得到了描述电磁场特性的规律，并预言了电磁波的存在。后，他的学生赫兹用实验方法证实了麦克斯韦的伟大预言，发射并接收了电磁波，从而开创了无线电技术的新时代。

我们现在粗略地介绍了一下麦克斯韦的这个理论。

二、授课

1．麦克斯韦的理论要点一，变化的磁场产生电场

演示实验

装置如图所示，当穿过螺线管的磁场随时间变化时，上面的线圈中产生感应电动势，引起感应电流使灯泡发光。

(1)线圈中产生感应电动势说明了什么？

麦克斯韦认为变化的磁场在线圈中产生电场，正是这种电场(涡旋电场)在线圈中驱使自由电子做定向的移动，引起了感应电流。

(2)如果用不导电的塑料线绕制线圈，线圈中还会有电流、电场吗？

引导学生思考后回答，有电场、无电流。

(3)想象线圈不存在时线圈所在处的'空间还有电场吗？(有)

(4)总结说明，麦克斯韦认为线圈只不过用来显示电场的存在，线圈不存在时，变化的磁场同样在周围空间产生电场，即这是一种普遍存在的现象，跟闭合电路是否存在无关。

2．变化的电场产生磁场

我们知道，电流周围存在着磁场，麦克斯韦研究了电现象和磁现象的相似和联系。经过反复思考提出一个假设，变化的电场产生磁场。

这一点，我们从哲学上知道，事物之间是相互联系的，可以相互转化。

比如根据麦克斯韦的理论，在给电容器充电的时候，不仅导体中电流要产生磁场，而且在电容器两极板间周期性变化着的电场周围也要产生磁场。

3．电磁场、电磁波

(1)概念

麦克斯韦根据自己的理论进一步预言，如果在空间某域中有周期性变化的电场，那么，这个变化的电场就在它周围空间产生周期性变化的磁场，这个变化的磁场又在它周围空间产生新的周期性变化的电场……。可见，变化的电场和变化的磁场是相互联系的，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，这种变化的电场和变化的磁场总是交替产生，并且由发生的区域向周围空间传播。见课本6-7图，电磁场由发生区域向远处的传播就是电磁波。

(2)电磁波的特点

①是横波

②是物质波，真空中也能传播，能独立存在(与机械波不同)

③具有反射、折射、干涉、衍射等波的一切特性

（3）波速公式c＝λf

c为真空中速度，电磁波在真空中速度等于光速。

无线电技术中使用的电磁波叫无线电波，见课本表格介绍。

三、扩展

麦克斯韦的电磁场理论三点

1．变化的磁场能够在周围空间产生电场，变化的电场能够在周围空间产生磁场。

2．均匀变化的磁场，产生稳定的电场，均匀变化的电场，产生稳定的磁场。这里的“均匀变化”指在相等时间内磁感应强度(或电场强度)的变化量相等，或者说磁感应强度(或电场强度)对时间变化率一定。

3．不均匀变化的磁场产生变化的电场，不均匀变化的电场产生变化的磁场

4．振荡的(即周期性变化的)磁场产生同频率的振荡电场，振荡的电场产生同频率的振荡磁场。

5．变化的电场和变化的磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，这就是电磁场，向周围空间传播这就是电磁波。

四、学生活动设计

通过观察试验，发挥想象能力，画出变化磁场产生的电场的电场线。2．总结机械波与电磁波的联系与区别

五、板书设计

电磁场和电磁波

麦克斯韦电磁场理论

1．变化的磁场产生电场

2．变化的电场产生磁场

3．电磁场→传播→电磁波

电磁场与电磁波课程教学方法论文 篇5

根据光电信息科学与工程专业的培养要求，电磁场与电磁波[1-2]课程是该专业的基础必修课。该课程要求学生掌握电磁场的有关定理、定律、麦克斯韦方程等的物理意义及数学内涵，并用所学的知识理解电磁场与电磁波的相关规律，培养学生正确的思维方式和分析问题的能力，为后续课程打下坚实的理论基础。该课程课时少，任务重，概念抽象，数学推导繁琐，是一门难教、难学的课程。然而学生在浏览课本目录时往往觉得知识点很熟悉而掉以轻心，导致在学习的过程中出现看似简单却无从下手的窘境。该课程需要较好的高等数学及大学物理知识，又是后续课程如应用光学、光电信息物理基础、物理光学、激光原理与技术、光电子学、信息光学等课程的重要理论基础，是一门承上启下的关键课程。因此如何把握课堂教学，使学生在课堂上对知识体系建立深刻而又良好的印象，最大限度地激发学生的学习兴趣，培养学生的学习能力至关重要。本文从以下几方面着手以提高学生学习积极性。

一、对比已经学过的知识，掌握新内容的核心要点

电磁场与电磁波教学内容丰富而抽象，是大学物理部分电磁学内容的升华，并且使用高等数学工具多，方法灵活。学生在初学时往往停留在旧的认识处理水平而不能深入理解。因此在教学过程中需借鉴已经学过的知识，进行对比分析，找出异同，重点突破，才能提高效率。例如矢量分析部分，有的同学就误以为只是高中的向量运算和高数中的多重积分相关知识。教学时可以通过对比找出该课程中的新知识，温习旧知识，拓展新内容，重点深入理解剖析、加强物理内涵知识的练习。电磁场部分也是深入学习的重点，通过对比高中物理、大学物理和本课程中对同一定律研究手段的深入可以发现，从结合微积分手段到充分利用矢量分析，可以解决的问题更加丰富全面，要求也更高。学习中也可以对电场和磁场部分进行对比分析学习[3]，既能方便地记忆众多基本公式，又能体会科学理论中的对称美，激发学习兴趣。由于学生已有一定的大学物理基础，教师可以在讲授新知识时对比回顾已学内容，加深学生对相应知识的理解深度，也让学生明白该课程的学习要求。如在学习导体的静电感应现象、电介质的电极化过程、磁介质的磁极化过程中可以发现，对比学习可以帮助学生更好地理解各个过程进而对相应的类似公式有了深入理解，也就不易记错内容。学习中新旧知识相结合，温故知新，举一反三，既能降低学习入门难度，还可以明确课程核心内容，避免学生产生自己全会的错觉。此外还可以充分利用已经学习过的其他知识来深入理解探讨学习中的疑问。例如学生在大学物理中重点学习了动生电动势，然而在麦克斯韦方程的推导过程中却只考虑了感生电动势因素。如果学生的疑问得不到解惑可能会让他失去对科学严谨性的信任。然而关于麦克斯韦方程组的相对论变换内容不在该课程的。教学大纲中，可以诱导学生利用学习过的狭义相对论知识进行探索，甚至可以尝试推导低速情况下的近似表达式，这样即使不能完全理解也能消除心中疑惑，又加深了对已学知识的认识，激发了对科学的兴趣。

二、综合运用各种多媒体、互联网资源，丰富教学手段

电磁场与电磁波内容抽象、公式繁多，通常我们运用多种现代多媒体资源组成的幻灯片进行教学，既可以使课堂形象生动又能节约时间提高教学效率。在教学中，我们发现多媒体资源在唤起学生的关注度方面，文字的不如图片的，黑白的不如彩色的，静态的不如动态的，无声的不如有声的，严肃的不如诙谐的。我们可以选用多种相关的软件绘制生动的演示文件，例如使用数学软件Matlab、Mathematica等绘制场的传播曲线，使用VB等软件编写可视化、可调的程序，可使诸如不同偏振与传播方向之间的特点等抽象的内容清晰明了。如今信息传播方便快捷的时代，想要课堂教学的精彩度超过学生手中手机游戏的吸引力，光靠教师一个人的力量是不够的，可以充分利用互联网上其他教师分享的教学课件等资源。网络上存在的一些有关知识的flash动画、gif动图等言简意赅、诙谐生动，可降低学生对该课程枯燥乏味的感受。强大便捷的移动互联网也可以加强师生互动，及时了解学生的学习情况。多数学生比较羞涩不敢积极回答课堂提问，可以鼓励学生在学习交流QQ群内匿名探讨学习，以便形成良好的学习交流气氛。还可积极鼓励学生对心中疑问进行及时网络搜索解疑，当形成良好的学习习惯后就会把手机作为可以解决疑问的工具，降低手机游戏的诱惑。学习中的疑问及时解答则提高学习兴趣，越积越多则产生厌学心理，网络化的及时沟通可以非常快速地解决这一难题。此外，教学过程中不能忽视传统板书现场书写的重要作用，尤其是教师熟练的公式推导过程不仅不会使学生对公式感到厌烦，还可深入地认识理清公式推导过程中的细节，加深对相应知识的理解。

三、紧密结合现实生活，与高科技接轨，调动学习兴趣

电磁场与电磁波课程与我们日常生活的诸多方面息息相关，众多高科技应用均涉及相关理论。讲课的时候，可以从现实生活的角度出发，挑选生活中、新闻里大家普遍关注的科技背景，以激发学生学习热情。例如在讲解导体对电磁波的反射问题时，可以结合日常生活中大家熟悉的手机信号屏蔽问题，通过演示或者布置任务的方式让学生体会在不同大小孔洞的金属罩下手机信号的屏蔽情况，进而引导学生根据所学知识进行思考，体会2G、4G模式下不同波长电磁波的传播特性。在学习菲涅耳公式时，浅析隐形轰炸机的原理，让学生感受知识的重要应用价值，也可引起军迷爱好者的共鸣。又如在讲解电磁场的能量这一抽象概念时，利用微波炉的生活常识可以降低对这一概念的陌生感；在学习电磁波全反射知识时，结合光纤的工作原理进行讨论，可达到学以致用的效果，并能体会使用相关仪器时的注意事项。总之，教学时要紧密结合现实生活，与热点科技应用接轨，培养学生好学、创新和解决实际问题的能力。

四、加强实际演示观摩学习，培养学生动手操作能力

在教学过程中，单纯的口述讲解不足以充分调动学生的学习热情。电磁场与电磁波课程也是理论分析与实验现象紧密结合的课程，实验现象的演示观摩有助于学生对相关理论的深刻理解。然而出于总体培养方案的要求，光电信息科学与工程专业侧重于光电信息方面课程的学习，没有足够的时间再开设与本课程直接相关的实验内容。虽然其他光电类实验都或多或少地使用到本课程的相关内容，但是课时有一定滞后，对本课程的提升有限。例如在学习电磁波波包概念时，虽然可以使用多媒体课件进行演示，但是学生总感觉是数学仿真，体会不够深刻。我们可以引用学生在大学物理实验课程中都学习过的示波器，在课堂上直接演示两个不同频率的交流信号经过示波器的叠加显示结果，这样通过使用熟悉的仪器展示波的叠加、波包的传播特性等概念，可使学生得到真实深刻的体会。在引入新知识时，还可以利用一些饶有乐趣的现象激发学生探索欲望。如在讲解电磁波的知识时，我们知道电磁波波段是很宽泛的，而我们日常生活中的220V交流电也是一种50Hz的低频电磁波，可以使用示波器调节同步触发信号来进行探索。操作中我们会发现该微弱信号在用人体充当天线功能后瞬间放大，这些有趣现象的直观感受将刺激学生的求知欲。在实验过程中可以尝试用不同的方法调试各种情况，将抽象的理论转化为切身感受，从而达到较好的教学效果。此外还可以利用所学的知识分析以前实验中未深入理解的部分。还是熟悉的示波器，在观测李萨茹图像时，好多同学好奇为什么图像经常处于动态变化状态。利用学习到的波的叠加知识可以知道，我们可以把两叠加波频率差与时间因子的乘积作为整体相位差的一部分，即总的相位差在慢变，那么李萨茹图像也会随之同步变化，变化越慢也就意味着二者频率越接近。课堂上选用一些学生熟悉的仪器演示一些小知识，虽然不能做到每个学生都亲自操作学习，但也能达到活学活用、印象深刻的效果，也可以鼓励感兴趣的学生提出自己的新认识或者对其他疑问进行操作验证，提高学习乐趣。

五、提高作业学习质量，从练习中巩固引申知识点

由于题海战术等不良方法的长期熏陶，很多学生对课本内容、课堂知识讲解的重视度不足，而将例题、作业题当作应付考试的法宝。这样主次颠倒的做法不利于学生对知识的真正掌握。我们可以做出主动改变，让讲义与习题融为一体来提高学生的重视度。课堂知识点的讲解、证明等过程可以设置调整为例题的形式，并暗示学生可能为考题，或者要求学生将知识点自设题目进行考察复习；而对于习题的选取可以采用具有明确物理内涵、带有一定知识结论的习题，在理解中思考探索与巩固知识，练习中获得新知识。例如在练习电磁场波动方程知识时，引入熟悉的纵波概念，可以在练习中加深对纵波不满足波动方程知识的理解。又如在计算电磁波群速度的习题中可明确告知所练习的表达式是诸如驻波、波导等实际情况，得出的结论也即收获的知识点。讲解习题时告诫学生考题可能会对练习题目进行变动而非原题，要求学生一定要熟读课本，理解知识，不能存在靠背答案过关的侥幸心理。此外，可以安排学生结合自己的爱好及所长查阅资料，对某一感兴趣的问题进行研究，拓展知识涵盖面，写出自己的思考与收获，作为平时考核成绩的一部分。课堂教学不仅是传授知识的主要方式，更是师生思想与情感的交流平台。只有秉持理论联系实际，学以致用的教学理念，循循善诱激发学生兴趣，才能让学生掌握相关基础理论、专业知识和基本技能，进而灵活应用现代信息技术，获得分析和解决复杂工程问题的能力。

参考文献：

[1]谢处方，饶克谨。电磁场与电磁波[M].北京：高等教育出版社，.

[2]郭辉萍，刘学观。电磁场与电磁波[M].西安：西安电子科技大学出版社，.

[3]郭业才。通信工程专业《电磁场与电磁波》教学实践[J].科技情报开发与经济，2006(6)：247-248.