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《第三章 二、人眼看不見的光》研學(xué)案
學(xué)校： 設(shè)計(jì)教師： 設(shè)計(jì)時(shí)間：
【課題】 第三章 二、人眼看不見的光
【教學(xué)目標(biāo)】
1. 知識(shí)與技能
（1）了解紅外線、紫外線的存在，了解它們的性質(zhì)．
(2) 了解紅外線和紫外線在生活、高科技領(lǐng)域的應(yīng)用
2. 過程和方法
（1）能通過探究，歸納得出光的傳播規(guī)律，進(jìn)而能用光的直線傳播來理解小孔成像、日食月食等現(xiàn)象；
（2）了解光的傳播需要一定的時(shí)間，知道真空中、空氣中的光速，理解激光測距的原理。
3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀
（1）感受科學(xué)探究帶來的樂趣，體會(huì)科技的巨大力量。
（2）認(rèn)識(shí)科技發(fā)展對人類生活和自然環(huán)境的影響，培養(yǎng)學(xué)生善待自然、保護(hù)自然的意識(shí)
【教學(xué)重難點(diǎn)】
1. 紅外線的性質(zhì)和應(yīng)用
2. 紫外線的性質(zhì)和應(yīng)用
【教法學(xué)法】
演示法、啟發(fā)法、實(shí)驗(yàn)法、講授法等
【教學(xué)器材】
三棱鏡、溫度計(jì)、遙控器、驗(yàn)鈔機(jī)、紫外燈、紅外報(bào)警演示儀等
【教學(xué)過程】
新課導(dǎo)入
活動(dòng)一：復(fù)習(xí)完成色散實(shí)驗(yàn) 將溫度計(jì)的玻璃泡放置于紅光的外側(cè)讓學(xué)生觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化。
學(xué)生討論交流。
小結(jié)1：紅光的外側(cè)一定存在一種人眼看不見的特殊的光—紅外線
概念介紹 可見光： 人眼可以看見的光，如：紅光、黃光、綠光等等
思考：如果想要溫度計(jì)上升得更明顯，你有什么建議？
學(xué)生：將玻璃泡涂黑，增強(qiáng)它吸收熱量的能力。
二、介紹紅外線
(1)在可見光譜的紅光之外存在著一種人眼看不見的光，稱為紅外線．它是由英國物理學(xué)家赫胥爾在1800年發(fā)現(xiàn)的．
(2)紅外線是可見光譜中紅光之外的一種不可見光，而且自然界中任何物體都能發(fā)出紅外線，物體的溫度越高，輻射的紅外線越強(qiáng)．所以我們能明顯感覺到溫度較高的暖氣片或鐵塊的溫度．
(3)性質(zhì)及應(yīng)用：
①紅外線的主要特征是熱效應(yīng)強(qiáng)．各種物體吸收了紅外線后溫度升高，因此人們利用紅外線來加熱物品，工業(yè)上用紅外線烘干汽車表面的噴漆，家庭用紅外線烤箱烤食物，浴室用的暖燈用紅外線來取暖，醫(yī)療上利用紅外線來進(jìn)行診斷和理療．
②由于紅外線穿透云霧的能力比較強(qiáng)，利用靈敏的紅外探測器接收物體發(fā)出的紅外線，再用電子儀器對接收的信號(hào)進(jìn)行處理，可以顯示出被測物體的形狀和特征，這就是紅外遙感．利用紅外遙感技術(shù)可以對地球進(jìn)行勘測，尋找水源、監(jiān)視森林火災(zāi)、估測大面積農(nóng)作物的長勢和收成、預(yù)報(bào)風(fēng)暴和寒潮等，紅外線在軍事上也有重要的應(yīng)用，
③紅外線還可以用來進(jìn)行遙控，電視機(jī)、錄像機(jī)、空調(diào)等的遙控器前端有一個(gè)發(fā)光二極管，按下不同的鍵時(shí)，可以發(fā)出不同的紅外線，來實(shí)現(xiàn)對電視機(jī)、錄像機(jī)、空調(diào)等家電的遙控．
④紅外線感應(yīng)：由于人體可以發(fā)出紅外線，所以可以利用這一點(diǎn)來制作紅外線感應(yīng)的燈、自動(dòng)門、潔具等．
【知識(shí)歸納】紅外線的主要特征是熱效應(yīng)強(qiáng)，自然界中任何物體都能發(fā)出紅外線，物體的溫度越高，輻射的紅外線越強(qiáng)．
紫外線
既然在紅光的外側(cè)有紅外線，那么在紫光的外側(cè)有紫外線嗎
活動(dòng)二：還是利用色散實(shí)驗(yàn)，將100元人民幣的防偽標(biāo)記靠近紫光外側(cè)，學(xué)生觀察發(fā)現(xiàn)有金黃的100元標(biāo)記，說明在可見光譜的紫光之外存在著一種看不見的光，稱為紫外線．它是由德國物理學(xué)家里特在1802年發(fā)現(xiàn)的．
性質(zhì)及應(yīng)用：
①紫外線的主要特點(diǎn)是輻射能量強(qiáng)，具有殺傷力，很容易使照相底片感光．一切高溫物體，如太陽、弧光燈等發(fā)出的光都含有紫外線．
②紫外線有很強(qiáng)的化學(xué)作用，用紫外線照相能辨認(rèn)出細(xì)微差別，例如可以清晰地分辨出留在紙上的指紋．
③紫外線有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)，能使許多物質(zhì)發(fā)出熒光，日光燈和農(nóng)業(yè)上誘殺害蟲用的黑光燈都是用紫外線來激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光的．
④紫外線還有殺菌消毒作用，醫(yī)院里常用紫外線來給病房和手術(shù)室消毒．
⑤紫外線還能促進(jìn)生理作用和治療皮膚病、軟骨病等．經(jīng)常在礦井下勞作的工人，適當(dāng)?shù)卣丈渥贤饩€，能促進(jìn)身體健康；但過強(qiáng)的紫外線能傷害人的皮膚，電焊的弧光中有強(qiáng)烈的紫外線，因此電焊工人在工作時(shí)必須穿好工作服，并戴上防護(hù)面罩．
【知識(shí)歸納】紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光，化學(xué)作用強(qiáng)，生理作用強(qiáng)．
知識(shí)拓展：生活中的光
(1)地球周圍有一層厚厚的大氣，大氣能夠把陽光向四面八方散射，而且太陽光中波長較短的光最易被散射，波長較長的光不易被散射．
(2)不同顏色的光的波長不同．在“紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫”中，紅光波長最長，紫光波長最短．
(3)藍(lán)光、紫光易被大氣散射，傳不遠(yuǎn)；紅光、黃光不易被大氣散射，傳播遠(yuǎn)，穿透能力強(qiáng)．在交通中常用黃光起警示作用．
(4)紫外線波長比紅外線的波長短．
【知識(shí)歸納】①在大氣中波長較短的光最易被散射，波長較長的光不易被散射；②不同顏色的光的波長不同；③波長較長的光傳播遠(yuǎn)，穿透能力強(qiáng)，
【新知應(yīng)用】
醫(yī)院里殺菌用的紫外線燈看起來發(fā)出淡紫色的光，其原因是
A. 其實(shí)那盞燈并不是紫外線燈，因?yàn)樽贤饩€本身是看不見的
B. 燈管在發(fā)出紫外線的同時(shí)，還發(fā)出少量的藍(lán)光和紫光
C. 該燈管發(fā)出的紫外線與太陽發(fā)出的紫外線不同，前者是淡紫色的，后者是看不見的
D. 紫外線本身就是紫色的
在光譜的______ 以外，也有一種看不見的光，叫做紫外線．紫外線具有熒光效應(yīng)，能使許多物質(zhì)發(fā)出熒光，可以制成______ ．
2020年初，一場突如其來的疫情打亂了人們平靜的生活，新型冠狀病毒以極強(qiáng)的傳染性迅速席卷全球。抗疫期間，戴上口罩和眼罩的工作人員對進(jìn)出小區(qū)的人們測量體溫，如圖所示。眼罩的玻璃片常常模糊不清，這是由于水蒸氣發(fā)生了______現(xiàn)象，額溫槍是利用人體輻射的______測量體溫的。
如圖是一束太陽光射向三棱鏡后，在后面光屏上出現(xiàn)三個(gè)區(qū)域，其中b區(qū)域出現(xiàn)了彩色的光帶，此實(shí)驗(yàn)說明了______；從b區(qū)域分離出______三種顏色的光，把這三種強(qiáng)度相同的色光照在一起，可以出現(xiàn)白光；能使被照物體發(fā)熱的是______區(qū)域的光。
【課后作業(yè)】
1．小明對自動(dòng)感應(yīng)門很感興趣，想了解其原理，他查閱有關(guān)資料后得知，自動(dòng)感應(yīng)門有兩種類型：一種是感應(yīng)裝置接收到人所發(fā)出的紅外線，
將門打開；另一種是感應(yīng)裝置發(fā)出微波來感知向門移動(dòng)的物體，將門打開．以下設(shè)計(jì)方案能探究某自動(dòng)門是哪種類型的是( )
A．速度相同的兩個(gè)人分別向門靠近，觀察門的反應(yīng)
B．人以兩種不同速度分別向門靠近，觀察門的反應(yīng)
C．門打開后，人在門前靜止一段時(shí)間，觀察門的反應(yīng)
D．白天和黑夜分別讓人向門靠近，觀察門的反應(yīng)
2．利用紫外線可使熒光物質(zhì)發(fā)生熒光，人們制成了( )
A．驗(yàn)鈔機(jī) B．遙控器 C．微波爐 D．超聲波診斷儀
3．下列現(xiàn)象中，關(guān)于紫外線應(yīng)用的說法中，不正確的是( )
A．人民幣的防偽利用了紫外線的熒光作用
B．適當(dāng)照射太陽光可以促使人體合成維生素
C．經(jīng)常在太陽光F曬曬衣物，可以起到殺菌消毒作用
D．電視機(jī)的遙控器可以發(fā)出不同的紫外線，來實(shí)現(xiàn)對電視機(jī)的遙控
4．某些動(dòng)物（如響尾蛇）靠紅外線來捕食，它們是根據(jù)獵物身上發(fā)出的紅外線來確定獵物的位置．下面哪個(gè)是人們模仿響尾蛇的這一特點(diǎn)而發(fā)明出來的( )
A．可以進(jìn)行科學(xué)實(shí)驗(yàn)的宇宙飛船 B．一種可以跟蹤敵方飛機(jī)的導(dǎo)彈
C．紅外線照相機(jī)　　　　　　　　 D．紅外線夜視儀
5．裝在步槍瞄準(zhǔn)器上的紅外線夜視儀的制作原理是( )
A．紅外線的熱作用強(qiáng)，溫度越高，輻射的紅外線越強(qiáng)
B．紅外線的穿透霧的能力強(qiáng)，夜間有霧，也能穿過去
C．紅外線人眼看不見，不易被敵人發(fā)現(xiàn)
D．槍發(fā)出紅外線照在敵人的身上
6．讓太陽光通過棱鏡后，出現(xiàn)一條彩色光帶，我們將溫度計(jì)放在光譜上紅光以外部分，發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)示數(shù)_______（填“上升”“下降”或“不變”），這說明該地方_______（填“有”或“無”）能量輻射．
7．在城市的賓館里有“手一伸水自來，手一收水自停”的全自動(dòng)感應(yīng)水龍頭．如圖所示，這是利用_______進(jìn)行自動(dòng)控制的．
8．如圖所示，超聲波加濕器是利用超聲波振動(dòng)時(shí)具有_______，將水滴擊打成為非常小的霧滴，噴灑到空氣中增加“濕度”的；醫(yī)院里用_______線殺死微生物，達(dá)到滅菌的目的．
9．鈔票的某些位置用熒光物質(zhì)印上了標(biāo)記，在紫外線下識(shí)別這些標(biāo)記，是一種有效的防偽措施．某同學(xué)在較暗的環(huán)境中做了如圖中所示的三次實(shí)驗(yàn)．
(1)如圖甲所示，他用紫外線燈照射面值為100元的鈔票，看到“100”字樣發(fā)光．這表明紫外線能使_______發(fā)光．
(2)如圖乙所示，他用紫外線燈照射一塊透明玻璃，調(diào)整透明玻璃的位置和角度，看到鈔票上的“100”字樣再次發(fā)光．這表明紫外線能被透明玻璃_______．
(3)如圖丙所示，他把這塊透明玻璃放在紫外線燈和鈔票之間，讓紫外線燈正對玻璃照射，在另—側(cè)無論怎樣移動(dòng)鈔票，“100”字樣都不發(fā)光．他做這次實(shí)驗(yàn)是為了探究_______．
10．小明等同學(xué)按圖所示的方法，探究光的色散現(xiàn)象．
(1)小明在測量不同色光區(qū)域的溫度時(shí)，驚奇地發(fā)現(xiàn)：將溫度計(jì)放在紅光的外側(cè)時(shí)，溫度的示數(shù)升高，小明由此現(xiàn)象猜測，并通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)：紅光的外側(cè)有一種不可見光，這種光叫做_______．
(2)用溫度計(jì)測試不同光的熱效應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)在區(qū)域溫度計(jì)的示數(shù)變化最明顯，由此得出結(jié)論：_______的熱效應(yīng)最強(qiáng)．
(3)實(shí)驗(yàn)過程中小明同學(xué)為了使溫度計(jì)的示數(shù)升得更快，應(yīng)將溫度計(jì)的玻璃泡涂成的顏色是_______，同時(shí)將溫度計(jì)盡可能_______（填“遠(yuǎn)移”或“靠近”）三棱鏡．
11．紅外線具有　 　效應(yīng)。浙江大學(xué)柏浩研制出一種神奇織物、該織物隔熱性能較好，將它披在兔子身上，用紅外照相機(jī)拍攝得到的照片可能是　 　（甲/乙）圖。
12．驗(yàn)鈔機(jī)能檢驗(yàn)人民幣的真?zhèn)危脑硎抢谩? 　使熒光物質(zhì)發(fā)光。衛(wèi)星能對各地秸桿燃燒情況進(jìn)行監(jiān)控，其原理是利用溫度越高，輻射的　 　越強(qiáng)，人們　 　（填“能”或“不能”）直接用眼睛觀察這種光。
13．電視機(jī)的遙控器能發(fā)射一種不可見光。即　 　，以實(shí)現(xiàn)對電視的控制。彩色電視畫面上的色彩是由紅、　 　、藍(lán)三種色光混合而成。
14．1800年，英國科學(xué)家赫歇爾在研究各種色光的熱效應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了　 　線.1801年，德國物理學(xué)家里特在照片感光中發(fā)現(xiàn)問題，反復(fù)研究，發(fā)現(xiàn)了　 　線，此光線最顯著的性質(zhì)是　 　。
15．對于驗(yàn)鈔機(jī)、電視機(jī)遙控器、響尾蛇捕食和醫(yī)院診斷病情用的B超來說，其中屬于紫外線應(yīng)用的是　 　；屬于超聲波應(yīng)用的是　 　。
16．在光的色散實(shí)驗(yàn)中，小明在測量不同色光區(qū)域溫度時(shí)，發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)放在　 　（選填“b點(diǎn)上方”、“bc兩點(diǎn)之間”或“c點(diǎn)下方”）時(shí)溫度計(jì)示數(shù)上升得快，這是因?yàn)樵谶@一區(qū)域有一種看不見的光叫　 　。
參考答案
【新知應(yīng)用】
1.B
2.紫光；驗(yàn)鈔機(jī)
3.液化 紅外線
4.太陽光是由多種色光復(fù)合而成的 紅、綠、藍(lán) a
【課后作業(yè)】
1．C　2．A　3．D　4．B　5．A
6．上升 有 7．紅外線 8．能量 紫外
9．(1)熒光物質(zhì)　(2)反射　(3)紫外線能否透過玻璃（玻璃對紫外線的吸收能力；玻璃對紫外線的反射能力等)
10．(1)紅外線　(2)紅外線　紅外線　(3)黑色　靠近
11.熱；乙
12.紫外線；紅外線；不能
13.紅外線；綠
14.紅外；紫外； 使熒光物質(zhì)發(fā)光
15.驗(yàn)鈔機(jī)；醫(yī)院診斷病情用的B超
16.b點(diǎn)上方；紅外線

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