看不見的光教學設計

    “看不見的光”教學設計     福建省廈門松柏中學 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、高科技領域等的應用。
    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來對該事物進行研究的方法。
    2.通過收集、交流關于紅外線、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。
    教學過程
    教師活動情況
    學生活動情況
    引入新課:
    通過新奇的實驗引入新課,提高學生的興趣。
    師:我有氣功,同學們相信嗎?
    演示:打開紅外線演示儀開關,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?
    學生猜測、疑惑,都不信。
    學生踴躍�！袄蠋�,我也會”,
    其中一個學生上來演示了這個實驗。學生觀察,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)學生自行設計出方案。
    設計的成功給學生帶來喜悅的同時,也給學生帶來了信心。
    新課教學
    物理學史在介紹的同時,也滲透了物理學的一種經(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)學生獲取信息的能力,同時,不同學生獲取的資料不同,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,同時擴大了學生的視野,讓學生體會科技的力量,逐步形成關心科技發(fā)展的動態(tài),關注技術應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
    學生一些實際的生活知識。
    給學生一個發(fā)揮的空間,教師應多鼓勵,舍得花時間。
    學會從生活中找物理,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,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,已形成紅外技術這個專門學科領域。請同學們根據(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熱像儀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型導彈,擊中了一架超音速Q(mào)F-4無人靶機。
    介紹:德國物理學家里特(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,這個效應有許多應用。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報中有關紫外線指數(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藥品而導致保護。
    地球的臭氣嚴重受損而引起的。
    最后,請同學們觀看影片《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.博物館中錯綜復雜的防盜光線是激光還是紅外線?(答案為激光)。
    學生七嘴八舌,有的說是激光,有的說是紅外線,眾說紛紜。
    學生:“用噴霧器(空氣清香噴霧器)來噴噴看�！�
    學生:“這種光不是激光。”
    [說明:由于,在前面學習光線時,學生已經(jīng)能夠設計出在空氣中用噴霧器看到一般光線的傳播路徑,所以,此處的設計安排能較好地激發(fā)學生的靈感�！�
    學生首先猜的是紅色,而后是紫……
    學生討論并交流:
    利用紅外線的熱效應,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,這種技術叫做紅外線遙感;利用紅外線遙感技術,可以在飛機或衛(wèi)星上勘測地熱、尋找水源、監(jiān)測森林火情、估計農(nóng)作物的長勢和收成、預報臺風寒潮等;遙感技術在現(xiàn)代軍事上也有很多重要的用途。
    同學們討論:紫外線的危害以及在生活中有哪些防止紫外線的措施。
    有的學生介紹:太陽鏡、太陽傘、防曬霜、玻璃等物品。
    有的學生介紹:需關注天氣預報中的紫外線指數(shù)。
    有的學生課件介紹: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,嚴重的甚至會造成完全失明,醫(yī)學上把這種現(xiàn)象叫做雪盲。
    有的學生課件介紹:山上有防紫外線的帳篷。
    有的學生課件介紹: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。
    給學生一定的時間討論關于地球、環(huán)境與人類的話題。
    這是一部精彩、經(jīng)典的影片,學生都被吸引。提出的第一個問題,學生基本能回答,而第二個問題,則需學生動腦筋,注意觀察影片中的一些細節(jié),并根據(jù)前面設計區(qū)別紅外線還是激光時的方法進行判斷

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