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看不見的光教學(xué)設(shè)計
“看不見的光”教學(xué)設(shè)計 福建省廈門松柏中學(xué) 劉幼華
儀器材料
紅外線演示儀、空氣清香噴霧器、幻燈機、三棱鏡、紫外線驗鈔筆、真、假鈔票、太陽鏡、防曬霜及課件。
教學(xué)目標
一、知識與技能
1.初步了解太陽光譜和知道看不見的光的存在。
2.確定紅外線、紫外線的存在,了解它們的性質(zhì)。
3.了解紅外線、紫外線在生活、生產(chǎn)、軍事、高科技領(lǐng)域等的應(yīng)用。
二、過程與方法
1.初步嘗試對不可見的事物通過其可見的效應(yīng)來對該事物進行研究的方法。
2.通過收集、交流關(guān)于紅外線、紫外線的資料,獲得處理信息的方法。
三、情感、態(tài)度和價值觀
1.通過了解紅外線、紫外線在高科技上的應(yīng)用,體會科技的力量。
2.客觀地看到社會進步的同時,人類的生存環(huán)境也遭到了破壞,從而形成保護人類生存環(huán)境的意識。
教學(xué)過程
教師活動情況
學(xué)生活動情況
引入新課:
通過新奇的實驗引入新課,提高學(xué)生的興趣。
師:我有氣功,同學(xué)們相信嗎?
演示:打開紅外線演示儀開關(guān),讓它發(fā)出音樂,當教師用手靠近紅外線演示儀,阻斷了它的紅外線(不要接觸到儀器),發(fā)現(xiàn)音樂嘎然而止。
師:這是怎么一回事呢?
學(xué)生猜測、疑惑,都不信。
學(xué)生踴躍�！袄蠋�,我也會”,
其中一個學(xué)生上來演示了這個實驗。學(xué)生觀察,思考,說:“這個位置肯定有光線的,要不為什么,手一擋住這一位置,音樂就停止呢?”
激發(fā)學(xué)生自行設(shè)計出方案。
設(shè)計的成功給學(xué)生帶來喜悅的同時,也給學(xué)生帶來了信心。
新課教學(xué)
物理學(xué)史在介紹的同時,也滲透了物理學(xué)的一種經(jīng)典方法:對不可見的事物通過觀察其可見的效應(yīng)來對該事物進行研究的方法。
課前的查找資料,目的在于培養(yǎng)學(xué)生獲取信息的能力,同時,不同學(xué)生獲取的資料不同,通過交流能夠互相補充,且有利于培養(yǎng)合作、交流的精神。
由于紅外線應(yīng)用的物品,在日常生活中并不常見,用多媒體展示,能夠補充這一方面的不足,同時擴大了學(xué)生的視野,讓學(xué)生體會科技的力量,逐步形成關(guān)心科技發(fā)展的動態(tài),關(guān)注技術(shù)應(yīng)用帶來的社會進步的意識。
知道一個事物都有其正反兩面,從而養(yǎng)成客觀看待事物的態(tài)度。介紹紫外線指數(shù),目的在于給
學(xué)生一些實際的生活知識。
給學(xué)生一個發(fā)揮的空間,教師應(yīng)多鼓勵,舍得花時間。
學(xué)會從生活中找物理,用物理的眼光看待生活中的一些現(xiàn)象,體現(xiàn)從生活走向物理,從物理走向社會的理念
師:這是一種什么光呢?
師:怎樣證明這種光是激光還是紅外線或是其他的光呢?
演示:用空氣清香噴霧器對著紅外線演示儀的紅外線處噴射,果然看不見光。
師:說明這里的光線并不是前面所學(xué)的光線,那么,這種看不見的光是什么光呢?而人們又是怎樣發(fā)現(xiàn)這種看不見的光線呢?
師介紹:英國物理學(xué)家赫謝耳(1738-1822)在1800年做了這樣一個實驗,把暗室中唯一的窗戶用木板堵住,然后在板上開了一個矩形的孔,孔中正好裝上分光棱鏡,于是得到了一組彩色的光帶。
師演示:用幻燈機演示光的色散實驗。
播放多媒體展示:光譜和聲音的頻率圖。
通過多媒體展示,說明光譜,并類比于人耳可聽到的聲音只占聲的一部分,說明人眼可看見的光也同樣只是光譜中的一部分,從而引出紅外線和紫外線。
師介紹:赫謝耳為了研究光譜里的各種色光的熱效應(yīng),用溫度計去測量各光帶中不同色光的溫度時,他發(fā)現(xiàn)有一區(qū)域的溫度特別高,同學(xué)們能猜猜是哪一區(qū)域嗎?
師:他發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象,溫度最高的溫區(qū),總是位于光帶最邊緣處的紅光外面。多次反復(fù)實驗,都是這樣。這就是人類首次發(fā)現(xiàn)紅外線的過程。紅外線的發(fā)現(xiàn)標志著人類對自然界認識的又一個飛躍。顯然,紅外線最突出的性質(zhì)就是熱作用強;另外,紅外線穿透云霧煙塵的能力也特別強,且一切物體都在不停地(不分晝夜)發(fā)射和吸收紅外線,物體溫度越高,輻射的紅外線越強。隨著對紅外線的不斷探索與研究,已形成紅外技術(shù)這個專門學(xué)科領(lǐng)域。請同學(xué)們根據(jù)紅外線的特征,拿出課前準備的資料,共同討論和交流,紅外線在生活、生產(chǎn)以及軍事中能有哪些方面的應(yīng)用?
多媒體展示并介紹:
1.媒體展示:出生7個月的女嬰在登機前接受便攜式體溫測量計的檢查。
師介紹:“五一”期間,國內(nèi)最先進的紅外線測溫?zé)嵯駜x和便攜式紅外線體溫測量計在重慶江北國際機場投入使用,受測人員不必與測溫儀器接觸,一秒鐘便可以直接顯示出測溫結(jié)果,不僅安全衛(wèi)生,而且大大加快了機場進出港人員的客流速度。
2.媒體展示:紅外線夜視儀。
3.媒體展示:在紅外線夜視儀的觀察下,所有的偽裝都失效。紅外線夜視儀在軍事上有著重要的應(yīng)用。
4.媒體展示:紅外攝像儀。
5.媒體展示:暗箱中的鑰匙在紅外線照相機下清楚可見。
6.媒體展示紅外遙感:通過衛(wèi)星拍攝到的大興安嶺火災(zāi)的照片。
7.電視機的遙控器。
8.媒體展示:美F/A-22“猛禽”成功試射響尾蛇導(dǎo)彈。
介紹:美國《每日航宇》12月9日報道,美洛克希德·馬丁公司和美空軍F/A-22型機測試小組于11月22日成功發(fā)射一枚未填裝彈藥的AIM-9M型導(dǎo)彈,擊中了一架超音速Q(mào)F-4無人靶機。
介紹:德國物理學(xué)家里特(1776-1810)在1802年發(fā)現(xiàn),在光譜的紫光區(qū)域的外測也存在著看不見的射線,這就是紫外線。紫外線的主要特點是化學(xué)作用強,用紫外線照相能區(qū)分出物質(zhì)間的細微差別,例如能清晰地分辨出留在紙上的
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指紋。紫外線有很強的熒光效應(yīng),這個效應(yīng)有許多應(yīng)用。日光燈就是用紫外線來激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光的。
演示:用紫外線驗鈔筆,來辨認兩張百元鈔票的真假。
展示:用紫外線照相的相片。
紫外線還有殺菌消菌作用,醫(yī)院里常用紫外線來消毒病房和手術(shù)室。
適當?shù)淖贤饩�照射有助于人體合成維生素D,紫外線還能促進生理作用和治療皮膚病、軟骨病等。經(jīng)常在礦井下勞動的工人,適當?shù)卣丈渥贤饩�,能促進身體健康。但過強的紫外線能傷害人的眼睛和皮膚。多媒體展示:
1.媒體展示:銀行用的驗鈔機。
2.媒體展示:紫外線消毒柜。
3.媒體展示:電焊工人在電焊時,穿好工作服,帶上防護面罩。
4.媒體展示紫外線指數(shù):
0一2 最弱 安全可以不采取防護措施。
3一4 弱 正常外出戴防護帽或太陽鏡
5-6 中等 注意除戴防護帽和太陽鏡外,涂擦防曬霜(防曬霜SPF指數(shù)>15)
7-9 較強 在上午十點至下午四點時段避免外出活動,外出時應(yīng)盡可能在遮蔭處
>10 很強 有害盡量不外出,必須外出時,要采取一定的防護措施。
5.播放一段本地的天氣預(yù)報中有關(guān)紫外線指數(shù)的片斷。
6.動畫播放:被稱之為“地球的保護傘”──臭氧層。
師介紹《蒙特利爾議定書》,并進行有關(guān)環(huán)境保護方面的情感教育。
7.媒體展示最新消息:美國宇航局(NASA)科學(xué)家近日發(fā)表一份報告,稱他們在南極洲上空觀測到一個規(guī)模巨大的臭氧層空洞,面積達到2830萬平方公里,相當于美國領(lǐng)土面積的3倍。這是迄今觀測到的最大的臭氧層空洞,也是南極洲上空臭氧層嚴重受損的征兆。它是因人類使用像含氯氟烴這類化學(xué)藥品而導(dǎo)致保護。
地球的臭氣嚴重受損而引起的。
最后,請同學(xué)們觀看影片《偷天陷阱》中的一個片斷。并回答:
1.影片中小偷用的一個儀器是什么儀器?(答案為紅外攝像儀)
2.博物館中錯綜復(fù)雜的防盜光線是激光還是紅外線?(答案為激光)。
學(xué)生七嘴八舌,有的說是激光,有的說是紅外線,眾說紛紜。
學(xué)生:“用噴霧器(空氣清香噴霧器)來噴噴看。”
學(xué)生:“這種光不是激光。”
[說明:由于,在前面學(xué)習(xí)光線時,學(xué)生已經(jīng)能夠設(shè)計出在空氣中用噴霧器看到一般光線的傳播路徑,所以,此處的設(shè)計安排能較好地激發(fā)學(xué)生的靈感�！�
學(xué)生首先猜的是紅色,而后是紫……
學(xué)生討論并交流:
利用紅外線的熱效應(yīng),可以來加熱物體、烘干油漆和谷物等,如在家庭中用的紅外線食品烤箱來烘烤食品,在醫(yī)院中用紅外線烘干物體等;
由于一切物體都在不停地(不分晝夜)發(fā)射和吸收紅外線,可以不分白天和黑夜進行紅外線拍攝,不必受限于其他光線,而且從照片上能分辨出普通照片不易看清的情況,且可以實現(xiàn)遠距離的拍攝,這種技術(shù)叫做紅外線遙感;利用紅外線遙感技術(shù),可以在飛機或衛(wèi)星上勘測地?zé)�、尋找水源、監(jiān)測森林火情、估計農(nóng)作物的長勢和收成、預(yù)報臺風(fēng)寒潮等;遙感技術(shù)在現(xiàn)代軍事上也有很多重要的用途。
同學(xué)們討論:紫外線的危害以及在生活中有哪些防止紫外線的措施。
有的學(xué)生介紹:太陽鏡、太陽傘、防曬霜、玻璃等物品。
有的學(xué)生介紹:需關(guān)注天氣預(yù)報中的紫外線指數(shù)。
有的學(xué)生課件介紹:為什么登山運動員都要戴一副墨鏡。
高山上陽光輻射特別強烈,紫外線和紅外線隨之而增加。眼睛是人體最靈敏的感光器官,強烈的紫外線和紅外線照射在眼睛的視網(wǎng)膜上,能灼傷視網(wǎng)膜的視覺細胞,引起視力減退,嚴重的甚至?xí)斐赏耆?醫(yī)學(xué)上把這種現(xiàn)象叫做雪盲。
有的學(xué)生課件介紹:山上有防紫外線的帳篷。
有的學(xué)生課件介紹:強烈的紫外線照射會損壞人和動物的免疫功能,誘發(fā)皮膚癌和白內(nèi)障,會破壞地球上的生態(tài)系統(tǒng)。據(jù)報道,位于南極臭氧層邊緣的智利南部已經(jīng)出現(xiàn)了農(nóng)作物受損和牧場的動物失明的情況。
給學(xué)生一定的時間討論關(guān)于地球、環(huán)境與人類的話題。
這是一部精彩、經(jīng)典的影片,學(xué)生都被吸引。提出的第一個問題,學(xué)生基本能回答,而第二個問題,則需學(xué)生動腦筋,注意觀察影片中的一些細節(jié),并根據(jù)前面設(shè)計區(qū)別紅外線還是激光時的方法進行判斷
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