資源簡介

3.2 《人眼看不見的光》 學(xué)案
學(xué)習(xí)目標(biāo)：
1. 通過探究活動(dòng)，確認(rèn)紅外線、紫外線的存在，了解它們的性質(zhì)．
2. 初步嘗試對不可見事物通過其可見的效應(yīng)來對該事物進(jìn)行研究的方法，能列舉紅外線和紫外線在生活、高科技領(lǐng)域的應(yīng)用，體會(huì)科技的力量．
學(xué)習(xí)過程：
知識(shí)梳理
一、紅外線和紫外線
1.兩種看不見的光：紅外線、紫外線．
2.概念：
⑴將溫度計(jì)放在紅光的外側(cè)，發(fā)現(xiàn)溫度計(jì)的示數(shù)在上升，這表明在紅光的外側(cè)存在一種不可見光，我們把這種不可見光叫做紅外線．
⑵將熒光物質(zhì)放在紫光的外側(cè)，熒光物質(zhì)能發(fā)光，說明在紫光的外側(cè)存在一種不可見光，這就是紫外線．
3.特點(diǎn)：紅外線能使被照射的物體發(fā)熱，即具有熱效應(yīng)；紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光．
4.研究方法：利用轉(zhuǎn)化法來觀察不容易觀察的現(xiàn)象．
【例1】　電視機(jī)的遙控器是通過發(fā)射一種不可見光來傳遞信息的，從而實(shí)現(xiàn)對電視機(jī)的控制．這種不可見光是(　　)．
A. γ射線　　　　B. X射線　　　　C. 紫外線　　　　D. 紅外線
精析：生活常識(shí)：遙控器通過紅外發(fā)光管發(fā)射紅外線控制電視機(jī)．
解答：D
解后反思：紅外線最顯著的特點(diǎn)是能使被照射的物體發(fā)熱，即具有熱效應(yīng)．紫外線最顯著的特點(diǎn)是能使熒光物質(zhì)發(fā)光．
【例2】　關(guān)于紅外線，下列說法中正確的是(　　)．
A. 紅外線就是由紅色燈泡發(fā)出的光
B. 自然界的所有物體都在不停地向外輻射紅外線
C. 紅外線是不可見光，因此無法探測到它是否存在
D. 紅外線是不可見光，可以穿透各種物體
精析：紅外線是存在于紅光外側(cè)的不可見光，不是人眼所能看到的紅色的光，因此A是錯(cuò)誤的；紅外線雖然看不見，但其具有熱效應(yīng)，是可以探測的，因此C是錯(cuò)誤的；紅外線的頻率低，只能穿過透明物體，而不能透過不透明的物體，因此D是錯(cuò)誤的．
解答：B
解后反思：1.紅外線是位于可見光譜中紅光之外的一種看不見的光，能看到的紅色的光或淡紅色的光都不是紅外線，而是紅光．溫度較高的物體會(huì)輻射較強(qiáng)的紅外線，但當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí)，物體不僅輻射紅外線，而且輻射紅光．物體在輻射紅外線的同時(shí)，也在吸收紅外線．
2．紅外線遙控和紅外線遙感，不是一回事，紅外線遙控是指用可以發(fā)射一定頻率紅外線的電子遙控器去無接觸地控制相關(guān)電子設(shè)備或裝有相關(guān)電子設(shè)備的各種裝置．紅外線遙感是利用紅外探測器吸收物體發(fā)出的紅外線．
【例3】　紅外線是看不見的，你能設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明紅外線的存在嗎？(1)寫出所需的器材；(2)說出實(shí)驗(yàn)步驟；(3)要使實(shí)驗(yàn)效果更明顯應(yīng)該怎么做？
精析：紅外線存在于紅光外側(cè)，首先要將太陽光分解，這需要三棱鏡．紅外線最顯著的特點(diǎn)是具有熱效應(yīng)，用溫度計(jì)可感知，將溫度計(jì)的液泡涂黑，可使溫度計(jì)更加靈敏．
解答：(1)三棱鏡、溫度計(jì)、光屏、墨汁．　(2)a. 將溫度計(jì)的液泡用墨汁涂黑；b. 用三棱鏡對著陽光，用光屏接收分解的七色光；c. 將溫度計(jì)的液泡放在紅光之外，觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化．　(3)將溫度計(jì)的液泡涂黑．
解后反思：轉(zhuǎn)化法（對不可見事物通過其可見的效應(yīng)來對該事物進(jìn)行研究的方法）是常用的一種研究物理問題的方法
，如探究紅外線、紫外線的存在時(shí)，借助于實(shí)驗(yàn)中易見的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象來反映．
二、紅外線和紫外線的應(yīng)用和防護(hù)
1.一切物體都在不停地發(fā)射紅外線．物體的溫度越高，輻射出的紅外線越多越強(qiáng)．同樣，人體也在不停地發(fā)出紅外線.
紅外線的應(yīng)用：紅外探測器、紅外照相機(jī)、紅外夜視儀、紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈等都是利用物體溫度不同，輻射的紅外線不同而工作的．
2.紫外線在生活中也有很多應(yīng)用，如醫(yī)院常用紫外線燈滅菌、驗(yàn)鈔機(jī)利用紫外線驗(yàn)鈔；適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射對人體是有益的，過量的紫外線照射對人體卻是有害的，它能引發(fā)白內(nèi)障，導(dǎo)致皮膚過早衰老，甚至發(fā)生癌變．
【例4】　人們每隔一段時(shí)間，總要把衣服、被子放到太陽光下曬一曬，這樣有利于健康，說說這樣做的道理．
精析：放在太陽光下曬時(shí)，一方面可接收太陽的輻射熱，提高衣服、被子的溫度，加快衣服、被子中水分的蒸發(fā)，使衣服、被子干燥；另一方面又能利用太陽光中的紫外線，殺死衣服、被子上的細(xì)菌，減少疾病的發(fā)生．
解答：見精析
【例5】閱讀下面一段文字：
我們都知道紫外線是在光譜的紫端以外的一種人眼看不到的光．紫外線和人們的生活有非常重要的關(guān)系．
適當(dāng)?shù)淖贤饩€照射有助于人們合成維生素D，這對促進(jìn)身體對鈣的吸收、骨骼的生長和身體健康的許多方面都有好處；紫外線還能殺死微生物，在醫(yī)院的手術(shù)室、病房里，常用紫外線燈來滅菌；紫外線能使熒光物質(zhì)發(fā)光，鈔票或商標(biāo)的某些位置用熒光物質(zhì)印上標(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．
而過量的紫外線照射對人體十分有害，輕則使皮膚粗糙，重則引起皮膚癌．
太陽光是天然紫外線的最重要來源．如果太陽輻射的紫外線全部到達(dá)地面，地球上的植物、動(dòng)物和人類都不可能生存．
通過閱讀這段文字，你認(rèn)為紫外線對人們總是有益的嗎？請你列舉一例說明人們在利用紫外線時(shí)應(yīng)注意什么？
精析：紫外線對人們并不總是有益，因?yàn)轭}目中有這樣的話：“過量的紫外線照射對人體十分有害，輕則使皮膚粗糙，重則引起皮膚癌．”所以人們在利用紫外線時(shí)一方面要注意適度，另一方面在有強(qiáng)紫外線的場合還應(yīng)注意加強(qiáng)對自身的保護(hù)．
解答：紫外線對人們并不總是有益；人們在利用紫外線時(shí)一方面要注意適度，另一方面在有強(qiáng)紫外線的場合還應(yīng)注意對自身的保護(hù)(比如電焊時(shí)應(yīng)戴上防紫外線的面罩)．
當(dāng)堂訓(xùn)練
1. 下列器具工作時(shí)，應(yīng)用了紫外線的是(　　)．
A. 家用烤箱 B. 驗(yàn)鈔機(jī) C. 電視機(jī)遙控器 D. 浴室取暖燈
2. 紅外夜視儀在夜里能看到目標(biāo)是由于(　　)．
A. 不同物體的大小不同 B. 不同物體的形狀不同
C. 不同物體的溫度不同 D. 不同物體的位置不同
3. 下列說法中正確的是(　　)．
A. 太陽的輻射中只包含可見光 B. 太陽的輻射中含有紅外線和紫外線
C. 玩具激光器發(fā)出的光是紅外線 D. 日光燈發(fā)出的光是紫外線
4. 下列說法中不正確的是(　　)．
A. 日光燈發(fā)出的光中也含有紫外線
B. 人們可以經(jīng)常照射太陽光，因?yàn)樘柟鈱θ藗冎挥幸嫣帲瑳]有害處
C. 利用紅外遙感技術(shù)可以對地球勘測，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
D. 一切物體都在不停地發(fā)射紅外線，物體的溫度越高，輻射出的紅外線越多
5.
如圖所示，太陽光通過三棱鏡，在光屏上呈現(xiàn)各種顏色的光組成的色彩光帶，這是________現(xiàn)象；光屏上A、B是光帶邊緣的色光，則B為________光；用溫度計(jì)可以測試不同色光的熱效應(yīng)，實(shí)驗(yàn)表明________色光的熱效應(yīng)最強(qiáng)．
6. 為解決高樓滅火難題，軍工轉(zhuǎn)民用“導(dǎo)彈滅火”技術(shù)試驗(yàn)成功．如圖，發(fā)射架上有三只眼：“可見光”、“紅外線”和“激光”，當(dāng)高樓內(nèi)有煙霧火源不明時(shí)，可用________發(fā)現(xiàn)火源，可用 ________ 精確測量火源距離．(填“可見光”“紅外線”或“激光”)
7. 彩虹是太陽光通過空中的小水滴經(jīng)過________后形成的彩色光譜，紅色光弧在最________層，紫色光弧在最________層．
8. ①加熱、②夜視儀、③促進(jìn)鈣質(zhì)吸收、④遙控、⑤拍紅外線照片診病、⑥殺死微生物(紫外線燈殺菌)、⑦熒光物質(zhì)發(fā)熒光，利用紅外線的是：__________________ ；利用紫外線的是：________________.(填寫序號(hào))
9. ________好像是地球的保護(hù)傘，它能吸收來自太陽的紫外線.1985年，英國南極考察隊(duì)在南極上空發(fā)現(xiàn)臭氧層出現(xiàn)一個(gè)面積達(dá)數(shù)百萬平方公里的空洞，這主要是由于人類大量使用會(huì)破壞臭氧層的氟、氯化物，如電冰箱中所用的________．
10. 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)境中做了下列三次實(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，在另一側(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________．
11. 某戰(zhàn)斗機(jī)正在執(zhí)行任務(wù)，飛行員突然在飛機(jī)的雷達(dá)中發(fā)現(xiàn)有一枚敵方的“響尾蛇”紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈正向自己飛來．
(1)該導(dǎo)彈為什么能自動(dòng)跟蹤飛機(jī)？
(2)如果你是飛行員，你將采用怎樣的方法逃脫？為什么？
《當(dāng)堂訓(xùn)練》答案
1. B　2. C　3. B　4. B 5. 光的色散　紫　紅 6. 紅外線　激光 7. 折射　外　內(nèi)
8. ①②④⑤　③⑥⑦ 9. 臭氧層　氟利昂
10. (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)
11. (1)因?yàn)轱w機(jī)飛行時(shí)，它的發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度比周圍其他物體的溫度高得多，因而向外輻射的紅外線的強(qiáng)度也大，“響尾蛇”紅外制導(dǎo)導(dǎo)彈上安裝有紅外線快速遙感測量儀，它利用感應(yīng)物體發(fā)射的紅外線的原理來發(fā)現(xiàn)并監(jiān)測物體的位置和距離，所以這種導(dǎo)彈能自動(dòng)跟蹤飛機(jī)．(2)如果我是飛行員，我可以采取下面的方法逃脫：釋放一些假目標(biāo)來引誘“響尾蛇”導(dǎo)彈追蹤；發(fā)射一些對導(dǎo)彈系統(tǒng)產(chǎn)生強(qiáng)烈干擾的電磁波來干擾導(dǎo)彈；或者關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)溫度并迅速降低飛行高度，使響尾蛇導(dǎo)彈失去目標(biāo)．

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