五、人眼看不見的光（導學案）【學習目標】1．通過探究活動，認識紅外線、紫外線的存在；2．知道紅外線、紫外線的性質，了解他們在生活、高科技領域的應用；3．通過閱讀、討論，客觀認識科技發(fā)展對人類生活和自然環(huán)境的影響?！緦W習重點】1．紅外線與紫外線的特性（熱效應、熒光效應）；2．不可見光的生活應用實例與技術原理?！緦W習難點】1．了解"不可見光也屬于光"的抽象性。2．區(qū)分紅外線與紫外線的產(chǎn)生條件與作用差異?！咀灾黝A習】閱讀教材，完成以下問題：1．人眼能夠看見的光叫作，還有一些光人眼無法察覺，這些光稱為。2．在色散光帶能使物體發(fā)熱的不可見光，稱為。3．紅外線具有比較顯著的效應。物體都在地發(fā)射紅外線，同時也在其他物體發(fā)射來的紅外線；物體輻射的紅外線的強度與有關，溫度越，輻射的紅外線越。5．在色散光帶紫光外側能使物體發(fā)熱的不可見光，稱為。6．紫外線能；也能?！咎骄啃轮刻骄恳?、紅外線（一）紅外線的發(fā)現(xiàn)1800年，英國科學家赫歇爾，（1738—1822）在研究各種色光的熱效應時發(fā)現(xiàn)一個奇怪的現(xiàn)象：當溫度計放在色散光帶紅光外側時，其示數(shù)也會增大。由此，他推測這一區(qū)域存在一種人眼看不見的光。今天，人們利用靈敏的溫度傳感器，很容易再現(xiàn)赫歇爾當年的實驗現(xiàn)象。（二）活動3.7觀測紅外線的熱效應【實驗】1．用數(shù)字溫度計探究不同色光的熱效應。將幾只數(shù)字溫度計測溫探頭分別放在色散光帶的紅光內(nèi)側和外側等不同部位，觀察溫度計示數(shù)的變化?！粳F(xiàn)象】紅光外側，溫度示數(shù)升高得最明顯。2．如圖所示，一束白光通過三棱鏡獲得色散光帶，將溫度傳感器與計算機連接，把溫度傳感器探頭分別放在紅光內(nèi)側和外側，你觀察到什么現(xiàn)象？這說明什么問題？【現(xiàn)象】將溫度傳感器與計算機連接，把溫度傳感器探頭放在紅光外側時，發(fā)現(xiàn)溫度在慢慢升高?！窘Y論】①紅外線：實驗發(fā)現(xiàn)，太陽光中，除了人眼能感受到的可見光，還有一些光人眼無法察覺，這些光稱為不可見光。在色散光帶紅光外側能使物體發(fā)熱的不可見光，稱為紅外線。②紅外線的特性一切物體都在不停地發(fā)射紅外線，同時也在吸收其他物體發(fā)射來的紅外線；紅外線具有比較顯著的熱效應。物體的溫度越高，輻射的紅外線越多（熱學中的“熱輻射”實際上就是物體發(fā)射紅外線）。（二）紅外線的應用（1）紅外線測溫自然界中的物體都在不停地輻射紅外線。物體輻射的紅外線的強度與溫度有關，因此可以通過物體輻射的紅外線來測量物體的溫度。例如，在機場、鐵路車站、醫(yī)院等人流密集的入口處，可以利用紅外熱成像儀檢測人體的溫度，如圖所示。（2）紅外線檢測設備在工業(yè)領域，還可以借助紅外線檢測設備準確識別機械設備正在發(fā)熱的疑似故障位置，從而可以實現(xiàn)在線工業(yè)檢測、設備維護等。（3）紅外線在其他方面的應用紅外線在遙控技術、遠距離探測、醫(yī)學等方面也有廣泛的應用?！纠}1】如圖所示，老師用測溫槍給學生檢測體溫，測溫槍的學名是“紅外線測溫儀”或者“紅外線輻射測溫儀”。它的原理是：被動吸收目標的紅外輻射能量，從而獲得物體溫度數(shù)值。下列關于紅外線測溫儀的說法正確的是（）【例題2】如圖甲是每天量體溫的紅外線測溫儀，紅外線是一種_________（選填“可見光”或者“不可見光”）它是利用紅外線的________效應工作的，其中_______圖能反映測溫過程中紅外線的傳播情況（選填“乙”或“丙”）。探究二、紫外線（一）紫外線的發(fā)現(xiàn)1801年，德國物理學家里特1776—1810）偶然發(fā)現(xiàn)，放在太陽光色散光帶紫光外側的照相底片感光了。里特沒有忽視這個小問題，經(jīng)過反復研究，終于發(fā)現(xiàn)這里有一種不可見光——紫外線。（二）紫外線的特性與應用①紫外線能使熒光物質發(fā)光：驗鈔機利用紫外線的這種性質鑒別人民幣的真?zhèn)?。②醫(yī)院、廚房等常用紫外線進行滅菌。③生產(chǎn)電子芯片的光刻設備中也能見到紫外線的身影。例如極紫外線光刻機。（三）紫外線的危害和防護1．適當?shù)淖贤饩€照射對人體有益；過強的紫外線能傷害人的皮膚，輕則使皮膚粗糙，重則引起皮膚癌。2．防護紫外線的方法：防護紫外線最好的辦法就是外出時戴上墨鏡、遮陽傘或寬檐帽，避免在陽光直射的地方久待，眼睛不要對著太陽看。電焊的弧光中有強烈的紫外線。因此電焊工人在工作時必須穿好工作服，并戴上防護面罩。（四）紅外線與紫外線的區(qū)別共同點不同點紅外線都是不可見光存在于紅光外側具有熱效應紅外測溫;紅外探測器;紅外夜視儀……紫外線存在于紫光外側使熒光物質發(fā)光；殺毒滅菌驗鈔機;紫外線滅菌燈……（五）可見光和不可見光（拓展）我們已經(jīng)學過了光的色散，知道太陽光是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種色光組成的可見光，以及紅光外側的紅外線和紫光外側的紫外線等不可見光共同構成的。這些光本質上都是電磁波，只是它們的波長（或頻率）不同，人眼能夠感受到的只是其中波長（頻率）在特定范圍內(nèi)的一段，即我們看到的“可見光”。波長比紅光更長的電磁波是紅外線，波長比紫光更短的電磁波是紫外線。它們雖然看不見，但通過儀器探測或產(chǎn)生的效應（如熱效應、熒光效應），我們能夠證明它們的存在并加以利用。（六）生活·物理·社會——紫外線與臭氧層（1）臭氧層臭氧（O3）是一種有輕微腥臭氣味的淡藍色氣體，主要聚集在離地面10~50km的平流層內(nèi)，科學家稱之為臭氧層。臭氧層是地球的“保護傘”，它能吸收絕大部分來自太陽的紫外線，使地球上的生物免受強烈紫外線的直接照射。但是，由于人類大量使用會破壞臭氧層的氯氟碳化物，如早期冰箱中所用的氟利昂等，它們蒸發(fā)出的氣體釋放到大氣層中，破壞了大氣臭氧層，導致臭氧層的濃度越來越稀薄，甚至在南極上空形成了臭氧層空洞，使得太陽對地球表面的紫外輻射量增加，對生態(tài)環(huán)境和人類健康產(chǎn)生了嚴重影響。（2）保護臭氧層因此，全世界的科學家都在呼吁“拯救臭氧層，禁止使用氯氟碳化物”。自2007年7月1日起，我國禁止生產(chǎn)以氯氟碳化物為制冷劑、發(fā)泡劑的家用電器產(chǎn)品。保護臭氧層，從我做起，從身邊的小事做起。盡量使用帶有“愛護臭氧層”或“無氯氟碳化物”標志的產(chǎn)品，用實際行動保護臭氧層，保護人類賴以生存的地球家園?！纠}3】下列儀器中，屬于利用紫外線工作的是（）A．非接觸溫度計 B．夜視儀C．感應水龍頭 D．殺菌燈【例題4】如圖所示，讓一束太陽光通過三棱鏡射到白屏上，屏上標出了三個區(qū)域，其中光線能用來做電視機遙控器信號的區(qū)域是______；能識別人民幣真?zhèn)蔚膮^(qū)域是_____；人眼看見的光的區(qū)域是_____。（選填①、②、③）【課堂總結】五、人眼看不見的光【課堂練習】1．紅外線、紫外線跟生活密切相關，下列選項中不屬于紅外線應用的是（）A．驗鈔機 B．夜視儀 C．測溫槍D．遙控器2．有關下列各圖的說法中，正確的是（）A．圖甲中潛艇使用潛望鏡觀察海面情況是利用了光的折射B．圖乙所示的自動感應門是利用紫外線來實現(xiàn)自動控制C．圖丙所示學生是借助漫反射來從不同方向觀察到黑板上的字D．圖丁所示的驗鈔機是利用紅外線來驗鈔防偽3．如圖所示，讓一束太陽光通過棱鏡射到白屏上，屏上標出了三個區(qū)域，其中能讓溫度計的示數(shù)明顯升高的區(qū)域和能識別人民幣真?zhèn)蔚膮^(qū)域是（）A．區(qū)域①區(qū)域③ B．區(qū)域②區(qū)域③C．區(qū)域③區(qū)域① D．區(qū)域①區(qū)域②4．有學生想外出游玩，打開手機查看天氣結果如圖所示，關于圖中信息解釋不合理的是（）溫度

13~24℃PM2.5

30空氣濕度

37%紫外線指數(shù)

2A．24℃讀作“24攝氏度” B．PM2.5是指直徑小于2.5mm的顆粒C．多灑水可以增加空氣濕度 D．紫外線可以使熒光物質發(fā)光5．單獨用UVC紫外線直接照射100元人民幣時，人民幣上出現(xiàn)“100”字樣的熒光，再用UVC紫外線燈照射石英玻璃，人民幣上也出現(xiàn)“100”字樣的熒光（如圖甲所示）；而將石英玻璃換成普通玻璃，還是用圖甲的方式照射，人民幣不會出現(xiàn)熒光，以下判斷錯誤的是（）A．普通玻璃可有效阻礙UVC紫外線的傳播 B．UVC紫外線能識別人民幣的真?zhèn)蜟．100元人民幣上有熒光物質 D．人民幣發(fā)出的熒光是紫外線6．如圖甲，電焊工人在焊接時，要戴上防護眼罩，這主要是防止電焊的弧光中強烈的對人眼的傷害；圖乙是醫(yī)院里利用（超聲波/次聲波）診斷儀幫助醫(yī)生檢查病人體內(nèi)臟器的情景，這種聲音正常的人（聽到/聽不到）。7．如圖所示是一種常見的紅外感應水龍頭，當手對著紅外線感應窗時，水會自動流出，使用該水龍頭時，感應窗發(fā)出的紅外線照射到手上發(fā)生了光的（選填“漫反射”或“鏡面反射”），感應窗內(nèi)的紅外線接收管接收到信號后控制出水。教室中用來殺菌消毒的是燈，紅外線的傳播（選填“需要”或“不需要”）介質。8．小明按如圖所示的方法探究“光的色散現(xiàn)象”。（1）小明