“看不见的光”教学设计

仪器材料

红外线演示仪、空气清香喷雾器、幻灯机、三棱镜、紫外线验钞笔、真、假钞票、太阳镜、防晒霜及课件。

教学目标

一、知识与技能

1．初步了解太阳光谱和知道看不见的光的存在。

2．确定红外线、紫外线的存在，了解它们的性质。

3．了解红外线、紫外线在生活、生产、军事、高科技领域等的应用。

二、过程与方法

1．初步尝试对不可见的事物通过其可见的效应来对该事物进行研究的方法。

2．通过收集、交流关于红外线、紫外线的资料，获得处理信息的方法。

三、情感、态度和价值观

1．通过了解红外线、紫外线在高科技上的应用，体会科技的力量。

2．客观地看到社会进步的同时，人类的生存环境也遭到了破坏，从而形成保护人类生存环境的意识。

教学过程

教师活动情况

学生活动情况

引入新课：

通过新奇的实验引入新课，提高学生的兴趣。

师：我有气功，同学们相信吗？

演示：打开红外线演示仪开关，让它发出音乐，当教师用手靠近红外线演示仪，阻断了它的红外线（不要接触到仪器），发现音乐嘎然而止。

师：这是怎么一回事呢？

学生猜测、疑惑，都不信。

学生踊跃。“老师，我也会”，

其中一个学生上来演示了这个实验。学生观察，思考，说：“这个位置肯定有光线的，要不为什么，手一挡住这一位置，音乐就停止呢？”

激发学生自行设计出方案。

设计的成功给学生带来喜悦的同时，也给学生带来了信心。

新课教学

物理学史在介绍的同时，也渗透了物理学的一种经典方法：对不可见的事物通过观察其可见的效应来对该事物进行研究的方法。

课前的查找资料，目的在于培养学生获取信息的能力，同时，不同学生获取的资料不同，通过交流能够互相补充，且有利于培养合作、交流的精神。

由于红外线应用的物品，在日常生活中并不常见，用多媒体展示，能够补充这一方面的不足，同时扩大了学生的视野，让学生体会科技的力量，逐步形成关心科技发展的动态，关注技术应用带来的社会进步的意识。

知道一个事物都有其正反两面，从而养成客观看待事物的态度。介绍紫外线指数，目的在于给

学生一些实际的生活知识。

给学生一个发挥的空间，教师应多鼓励，舍得花时间。

学会从生活中找物理，用物理的眼光看待生活中的一些现象，体现从生活走向物理，从物理走向社会的理念

师：这是一种什么光呢？

师：怎样证明这种光是激光还是红外线或是其他的光呢？

演示：用空气清香喷雾器对着红外线演示仪的红外线处喷射，果然看不见光。

师：说明这里的光线并不是前面所学的光线，那么，这种看不见的光是什么光呢？而人们又是怎样发现这种看不见的光线呢？

师介绍：英国物理学家赫谢耳（1738－1822）在1800年做了这样一个实验，把暗室中唯一的窗户用木板堵住，然后在板上开了一个矩形的孔，孔中正好装上分光棱镜，于是得到了一组彩色的光带。

师演示：用幻灯机演示光的色散实验。

播放多媒体展示：光谱和声音的频率图。

通过多媒体展示，说明光谱，并类比于人耳可听到的声音只占声的一部分，说明人眼可看见的光也同样只是光谱中的一部分，从而引出红外线和紫外线。

师介绍：赫谢耳为了研究光谱里的各种色光的热效应，用温度计去测量各光带中不同色光的温度时，他发现有一区域的温度特别高，同学们能猜猜是哪一区域吗？

师：他发现一个奇怪的现象，温度最高的温区，总是位于光带最边缘处的红光外面。多次反复实验，都是这样。这就是人类首次发现红外线的过程。红外线的发现标志着人类对自然界认识的又一个飞跃。显然，红外线最突出的性质就是热作用强；另外，红外线穿透云雾烟尘的能力也特别强，且一切物体都在不停地（不分昼夜）发射和吸收红外线，物体温度越高，辐射的红外线越强。随着对红外线的不断探索与研究，已形成红外技术这个专门学科领域。请同学们根据红外线的特征，拿出课前准备的资料，共同讨论和交流，红外线在生活、生产以及军事中能有哪些方面的应用？

多媒体展示并介绍：

1．媒体展示：出生7个月的女婴在登机前接受便携式体温测量计的检查。

师介绍：“五一”期间，国内最先进的红外线测温热像仪和便携式红外线体温测量计在重庆江北国际机场投入使用，受测人员不必与测温仪器接触，一秒钟便可以直接显示出测温结果，不仅安全卫生，而且大大加快了机场进出港人员的客流速度。

2．媒体展示：红外线夜视仪。

3．媒体展示：在红外线夜视仪的观察下，所有的伪装都失效。红外线夜视仪在军事上有着重要的应用。

4．媒体展示：红外摄像仪。

5．媒体展示：暗箱中的钥匙在红外线照相机下清楚可见。

6．媒体展示红外遥感：通过卫星拍摄到的大兴安岭火灾的照片。

7．电视机的遥控器。

8．媒体展示：美F／A－22“猛禽”成功试射响尾蛇导弹。

介绍：美国《每日航宇》12月9日报道，美洛克希德·马丁公司和美空军F／A－22型机测试小组于11月22日成功发射一枚未填装弹药的AIM－9M型导弹，击中了一架超音速QF－4无人靶机。

介绍：德国物理学家里特（1776－1810）在1802年发现，在光谱的紫光区域的外测也存在着看不见的射线，这就是紫外线。紫外线的主要特点是化学作用强，用紫外线照相能区分出物质间的细微差别，例如能清晰地分辨出留在纸上的指纹。紫外线有很强的荧光效应，这个效应有许多应用。日光灯就是用紫外线来激发荧光物质发光的。

演示：用紫外线验钞笔，来辨认两张百元钞票的真假。

展示：用紫外线照相的相片。

紫外线还有杀菌消菌作用，医院里常用紫外线来消毒病房和手术室。

适当的紫外线照射有助于人体合成维生素D，紫外线还能促进生理作用和治疗皮肤病、软骨病等。经常在矿井下劳动的工人，适当地照射紫外线，能促进身体健康。但过强的紫外线能伤害人的眼睛和皮肤。多媒体展示：

1．媒体展示：银行用的验钞机。

2．媒体展示：紫外线消毒柜。

3．媒体展示：电焊工人在电焊时，穿好工作服，带上防护面罩。

4．媒体展示紫外线指数：

0一2　最弱　安全可以不采取防护措施。

3一4　弱　正常外出戴防护帽或太阳镜

5－6　中等　注意除戴防护帽和太阳镜外，涂擦防晒霜（防晒霜SpF指数＞15）

7－9　较强　在上午十点至下午四点时段避免外出活动，外出时应尽可能在遮荫处

＞10　很强　有害尽量不外出，必须外出时，要采取一定的防护措施。

5．播放一段本地的天气预报中有关紫外线指数的片断。

6．动画播放：被称之为“地球的保护伞”──臭氧层。

师介绍《蒙特利尔议定书》，并进行有关环境保护方面的情感教育。

7．媒体展示最新消息：美国宇航局（NASA）科学家近日发表一份报告，称他们在南极洲上空观测到一个规模巨大的臭氧层空洞，面积达到2830万平方公里，相当于美国领土面积的3倍。这是迄今观测到的最大的臭氧层空洞，也是南极洲上空臭氧层严重受损的征兆。它是因人类使用像含氯氟烃这类化学药品而导致保护。

地球的臭气严重受损而引起的。

最后，请同学们观看影片《偷天陷阱》中的一个片断。并回答：

1．影片中小偷用的一个仪器是什么仪器？（答案为红外摄像仪）

2．博物馆中错综复杂的防盗光线是激光还是红外线？（答案为激光）。

学生七嘴八舌，有的说是激光，有的说是红外线，众说纷纭。

学生：“用喷雾器（空气清香喷雾器）来喷喷看。”

学生：“这种光不是激光。”

［说明：由于，在前面学习光线时，学生已经能够设计出在空气中用喷雾器看到一般光线的传播路径，所以，此处的设计安排能较好地激发学生的灵感。」

学生首先猜的是红色，而后是紫……

学生讨论并交流：

利用红外线的热效应，可以来加热物体、烘干油漆和谷物等，如在家庭中用的红外线食品烤箱来烘烤食品，在医院中用红外线烘干物体等；

由于一切物体都在不停地（不分昼夜）发射和吸收红外线，可以不分白天和黑夜进行红外线拍摄，不必受限于其他光线，而且从照片上能分辨出普通照片不易看清的情况，且可以实现远距离的拍摄，这种技术叫做红外线遥感；利用红外线遥感技术，可以在飞机或卫星上勘测地热、寻找水源、监测森林火情、估计农作物的长势和收成、预报台风寒潮等；遥感技术在现代军事上也有很多重要的用途。

同学们讨论：紫外线的危害以及在生活中有哪些防止紫外线的措施。

有的学生介绍：太阳镜、太阳伞、防晒霜、玻璃等物品。

有的学生介绍：需关注天气预报中的紫外线指数。

有的学生课件介绍：为什么登山运动员都要戴一副墨镜。

高山上阳光辐射特别强烈，紫外线和红外线随之而增加。眼睛是人体最灵敏的感光器官，强烈的紫外线和红外线照射在眼睛的视网膜上，能灼伤视网膜的视觉细胞，引起视力减退，严重的甚至会造成完全失明，医学上把这种现象叫做雪盲。

有的学生课件介绍：山上有防紫外线的帐篷。

有的学生课件介绍：强烈的紫外线照射会损坏人和动物的免疫功能，诱发皮肤癌和白内障，会破坏地球上的生态系统。据报道，位于南极臭氧层边缘的智利南部已经出现了农作物受损和牧场的动物失明的情况。

给学生一定的时间讨论关于地球、环境与人类的话题。

这是一部精彩、经典的影片，学生都被吸引。提出的第一个问题，学生基本能回答，而第二个问题，则需学生动脑筋，注意观察影片中的一些细节，并根据前面设计区别红外线还是激光时的方法进行判断。