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看不見(jiàn)的光教學(xué)設(shè)計(jì)
“看不見(jiàn)的光”教學(xué)設(shè)計(jì) 福建省廈門(mén)松柏中學(xué) 劉幼華
儀器材料
紅外線(xiàn)演示儀、空氣清香噴霧器、幻燈機(jī)、三棱鏡、紫外線(xiàn)驗(yàn)鈔筆、真、假鈔票、太陽(yáng)鏡、防曬霜及課件。
教學(xué)目標(biāo)
一、知識(shí)與技能
1.初步了解太陽(yáng)光譜和知道看不見(jiàn)的光的存在。
2.確定紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)的存在,了解它們的性質(zhì)。
3.了解紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)在生活、生產(chǎn)、軍事、高科技領(lǐng)域等的應(yīng)用。
二、過(guò)程與方法
1.初步嘗試對(duì)不可見(jiàn)的事物通過(guò)其可見(jiàn)的效應(yīng)來(lái)對(duì)該事物進(jìn)行研究的方法。
2.通過(guò)收集、交流關(guān)于紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)的資料,獲得處理信息的方法。
三、情感、態(tài)度和價(jià)值觀(guān)
1.通過(guò)了解紅外線(xiàn)、紫外線(xiàn)在高科技上的應(yīng)用,體會(huì)科技的力量。
2.客觀(guān)地看到社會(huì)進(jìn)步的同時(shí),人類(lèi)的生存環(huán)境也遭到了破壞,從而形成保護(hù)人類(lèi)生存環(huán)境的意識(shí)。
教學(xué)過(guò)程
教師活動(dòng)情況
學(xué)生活動(dòng)情況
引入新課:
通過(guò)新奇的實(shí)驗(yàn)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(kāi)紅外線(xiàn)演示儀開(kāi)關(guān),讓它發(fā)出音樂(lè),當(dāng)教師用手靠近紅外線(xiàn)演示儀,阻斷了它的紅外線(xiàn)(不要接觸到儀器),發(fā)現(xiàn)音樂(lè)嘎然而止。
師:這是怎么一回事呢?
學(xué)生猜測(cè)、疑惑,都不信。
學(xué)生踴躍�！袄蠋�,我也會(huì)”,
其中一個(gè)學(xué)生上來(lái)演示了這個(gè)實(shí)驗(yàn)。學(xué)生觀(guān)察,思考,說(shuō):“這個(gè)位置肯定有光線(xiàn)的,要不為什么,手一擋住這一位置,音樂(lè)就停止呢?”
激發(fā)學(xué)生自行設(shè)計(jì)出方案。
設(shè)計(jì)的成功給學(xué)生帶來(lái)喜悅的同時(shí),也給學(xué)生帶來(lái)了信心。
新課教學(xué)
物理學(xué)史在介紹的同時(shí),也滲透了物理學(xué)的一種經(jīng)典方法:對(duì)不可見(jiàn)的事物通過(guò)觀(guān)察其可見(jiàn)的效應(yīng)來(lái)對(duì)該事物進(jìn)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(shí),不同學(xué)生獲取的資料不同,通過(guò)交流能夠互相補(bǔ)充,且有利于培養(yǎng)合作、交流的精神。
由于紅外線(xiàn)應(yīng)用的物品,在日常生活中并不常見(jiàn),用多媒體展示,能夠補(bǔ)充這一方面的不足,同時(shí)擴(kuò)大了學(xué)生的視野,讓學(xué)生體會(huì)科技的力量,逐步形成關(guān)心科技發(fā)展的動(dòng)態(tài),關(guān)注技術(shù)應(yīng)用帶來(lái)的社會(huì)進(jìn)步的意識(shí)。
知道一個(gè)事物都有其正反兩面,從而養(yǎng)成客觀(guān)看待事物的態(tài)度。介紹紫外線(xiàn)指數(shù),目的在于給
學(xué)生一些實(shí)際的生活知識(shí)。
給學(xué)生一個(gè)發(fā)揮的空間,教師應(yīng)多鼓勵(lì),舍得花時(shí)間。
學(xué)會(huì)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(huì)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(xiàn)或是其他的光呢?
演示:用空氣清香噴霧器對(duì)著紅外線(xiàn)演示儀的紅外線(xiàn)處噴射,果然看不見(jiàn)光。
師:說(shuō)明這里的光線(xiàn)并不是前面所學(xué)的光線(xiàn),那么,這種看不見(jiàn)的光是什么光呢?而人們又是怎樣發(fā)現(xiàn)這種看不見(jiàn)的光線(xiàn)呢?
師介紹:英國(guó)物理學(xué)家赫謝耳(1738-1822)在1800年做了這樣一個(gè)實(shí)驗(yàn),把暗室中唯一的窗戶(hù)用木板堵住,然后在板上開(kāi)了一個(gè)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(jī)演示光的色散實(shí)驗(yàn)。
播放多媒體展示:光譜和聲音的頻率圖。
通過(guò)多媒體展示,說(shuō)明光譜,并類(lèi)比于人耳可聽(tīng)到的聲音只占聲的一部分,說(shuō)明人眼可看見(jiàn)的光也同樣只是光譜中的一部分,從而引出紅外線(xiàn)和紫外線(xiàn)。
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(jì)去測(cè)量各光帶中不同色光的溫度時(shí),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(gè)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(shí)驗(yàn),都是這樣。這就是人類(lèi)首次發(fā)現(xiàn)紅外線(xiàn)的過(guò)程。紅外線(xiàn)的發(fā)現(xiàn)標(biāo)志著人類(lèi)對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的又一個(gè)飛躍。顯然,紅外線(xiàn)最突出的性質(zhì)就是熱作用強(qiáng);另外,紅外線(xiàn)穿透云霧煙塵的能力也特別強(qiáng),且一切物體都在不停地(不分晝夜)發(fā)射和吸收紅外線(xiàn),物體溫度越高,輻射的紅外線(xiàn)越強(qiáng)。隨著對(duì)紅外線(xiàn)的不斷探索與研究,已形成紅外技術(shù)這個(gè)專(zhuān)門(mén)學(xué)科領(lǐng)域。請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)紅外線(xiàn)的特征,拿出課前準(zhǔn)備的資料,共同討論和交流,紅外線(xiàn)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(gè)月的女?huà)朐诘菣C(jī)前接受便攜式體溫測(cè)量計(jì)的檢查。
師介紹:“五一”期間,國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的紅外線(xiàn)測(cè)溫?zé)嵯駜x和便攜式紅外線(xiàn)體溫測(cè)量計(jì)在重慶江北國(guó)際機(jī)場(chǎng)投入使用,受測(cè)人員不必與測(cè)溫儀器接觸,一秒鐘便可以直接顯示出測(cè)溫結(jié)果,不僅安全衛(wèi)生,而且大大加快了機(jī)場(chǎng)進(jìn)出港人員的客流速度。
2.媒體展示:紅外線(xiàn)夜視儀。
3.媒體展示:在紅外線(xiàn)夜視儀的觀(guān)察下,所有的偽裝都失效。紅外線(xiàn)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(xiàn)照相機(jī)下清楚可見(jiàn)。
6.媒體展示紅外遙感:通過(guò)衛(wèi)星拍攝到的大興安嶺火災(zāi)的照片。
7.電視機(jī)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(guó)《每日航宇》12月9日?qǐng)?bào)道,美洛克希德·馬丁公司和美空軍F/A-22型機(jī)測(cè)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(wú)人靶機(jī)。
介紹:德國(guó)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(cè)也存在著看不見(jiàn)的射線(xiàn),這就是紫外線(xiàn)。紫外線(xiàn)的主要特點(diǎn)是化學(xué)作用強(qiáng),用紫外線(xiàn)照相能區(qū)分出物質(zhì)間的細(xì)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(xiàn)有很強(qiáng)的熒光效應(yīng),這個(gè)效應(yīng)有許多應(yīng)用。日光燈就是用紫外線(xiàn)來(lái)激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光的。
演示:用紫外線(xiàn)驗(yàn)鈔筆,來(lái)辨認(rèn)兩張百元鈔票的真假。
展示:用紫外線(xiàn)照相的相片。
紫外線(xiàn)還有殺菌消菌作用,醫(yī)院里常用紫外線(xiàn)來(lái)消毒病房和手術(shù)室。
適當(dāng)?shù)淖贤饩�(xiàn)照射有助于人體合成維生素D,紫外線(xiàn)還能促進(jìn)生理作用和治療皮膚病、軟骨病等。經(jīng)常在礦井下勞動(dòng)的工人,適當(dāng)?shù)卣丈渥贤饩�(xiàn),能促進(jìn)身體健康。但過(guò)強(qiáng)的紫外線(xiàn)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(yàn)鈔機(jī)。
2.媒體展示:紫外線(xiàn)消毒柜。
3.媒體展示:電焊工人在電焊時(shí),穿好工作服,帶上防護(hù)面罩。
4.媒體展示紫外線(xiàn)指數(shù):
0一2 最弱 安全可以不采取防護(hù)措施。
3一4 弱 正常外出戴防護(hù)帽或太陽(yáng)鏡
5-6 中等 注意除戴防護(hù)帽和太陽(yáng)鏡外,涂擦防曬霜(防曬霜SPF指數(shù)>15)
7-9 較強(qiáng) 在上午十點(diǎn)至下午四點(diǎn)時(shí)段避免外出活動(dòng),外出時(shí)應(yīng)盡可能在遮蔭處
>10 很強(qiáng) 有害盡量不外出,必須外出時(shí),要采取一定的防護(hù)措施。
5.播放一段本地的天氣預(yù)報(bào)中有關(guān)紫外線(xiàn)指數(shù)的片斷。
6.動(dòng)畫(huà)播放:被稱(chēng)之為“地球的保護(hù)傘”──臭氧層。
師介紹《蒙特利爾議定書(shū)》,并進(jìn)行有關(guān)環(huán)境保護(hù)方面的情感教育。
7.媒體展示最新消息:美國(guó)宇航局(NASA)科學(xué)家近日發(fā)表一份報(bào)告,稱(chēng)他們?cè)谀蠘O洲上空觀(guān)測(cè)到一個(gè)規(guī)模巨大的臭氧層空洞,面積達(dá)到2830萬(wàn)平方公里,相當(dāng)于美國(guó)領(lǐng)土面積的3倍。這是迄今觀(guān)測(cè)到的最大的臭氧層空洞,也是南極洲上空臭氧層嚴(yán)重受損的征兆。它是因人類(lèi)使用像含氯氟烴這類(lèi)化學(xué)藥品而導(dǎo)致保護(hù)。
地球的臭氣嚴(yán)重受損而引起的。
最后,請(qǐng)同學(xué)們觀(guān)看影片《偷天陷阱》中的一個(gè)片斷。并回答:
1.影片中小偷用的一個(gè)儀器是什么儀器?(答案為紅外攝像儀)
2.博物館中錯(cuò)綜復(fù)雜的防盜光線(xiàn)是激光還是紅外線(xiàn)?(答案為激光)。
學(xué)生七嘴八舌,有的說(shuō)是激光,有的說(shuō)是紅外線(xiàn),眾說(shuō)紛紜。
學(xué)生:“用噴霧器(空氣清香噴霧器)來(lái)噴噴看。”
學(xué)生:“這種光不是激光。”
[說(shuō)明:由于,在前面學(xué)習(xí)光線(xiàn)時(shí),學(xué)生已經(jīng)能夠設(shè)計(jì)出在空氣中用噴霧器看到一般光線(xiàn)的傳播路徑,所以,此處的設(shè)計(jì)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(xiàn)的熱效應(yīng),可以來(lái)加熱物體、烘干油漆和谷物等,如在家庭中用的紅外線(xiàn)食品烤箱來(lái)烘烤食品,在醫(yī)院中用紅外線(xiàn)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(xiàn),可以不分白天和黑夜進(jìn)行紅外線(xiàn)拍攝,不必受限于其他光線(xiàn),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(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的拍攝,這種技術(shù)叫做紅外線(xiàn)遙感;利用紅外線(xiàn)遙感技術(shù),可以在飛機(jī)或衛(wèi)星上勘測(cè)地?zé)�、尋找水源、監(jiān)測(cè)森林火情、估計(jì)農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)和收成、預(yù)報(bào)臺(tái)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(xiàn)的危害以及在生活中有哪些防止紫外線(xiàn)的措施。
有的學(xué)生介紹:太陽(yáng)鏡、太陽(yáng)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(bào)中的紫外線(xiàn)指數(shù)。
有的學(xué)生課件介紹:為什么登山運(yùn)動(dòng)員都要戴一副墨鏡。
高山上陽(yáng)光輻射特別強(qiáng)烈,紫外線(xiàn)和紅外線(xiàn)隨之而增加。眼睛是人體最靈敏的感光器官,強(qiáng)烈的紫外線(xiàn)和紅外線(xiàn)照射在眼睛的視網(wǎng)膜上,能灼傷視網(wǎng)膜的視覺(jué)細(xì)胞,引起視力減退,嚴(yán)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(xiàn)的帳篷。
有的學(xué)生課件介紹:強(qiáng)烈的紫外線(xiàn)照射會(huì)損壞人和動(dòng)物的免疫功能,誘發(fā)皮膚癌和白內(nèi)障,會(huì)破壞地球上的生態(tài)系統(tǒng)。據(jù)報(bào)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(chǎng)的動(dòng)物失明的情況。
給學(xué)生一定的時(shí)間討論關(guān)于地球、環(huán)境與人類(lèi)的話(huà)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(gè)問(wèn)題,學(xué)生基本能回答,而第二個(gè)問(wèn)題,則需學(xué)生動(dòng)腦筋,注意觀(guān)察影片中的一些細(xì)節(jié),并根據(jù)前面設(shè)計(jì)區(qū)別紅外線(xiàn)還是激光時(shí)的方法進(jìn)行判斷
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