3.5 人眼看不见的光-2025-2026学年物理苏科版（2024）八年级上册

初中物理苏科版（2024）八年级上册 第三章 光的折射 透镜 第5节 人眼看不见的光 公共场所测量体温的器材大多是红外温度计。 各类家电遥控器给我们的生活带来了方便。 它们是利用了什么原理呢？ 课堂导入 1.了解红外线的存在、特性及其应用。 2.了解紫外线的存在、特性及其应用。 学习目标 1800 年，英国科学家赫歇尔（Frederick William Herschel ，1738—1822）在研究各种色光的热效应时发现一个奇怪的现象：当温度计放在色散光带红光外侧时，其示数也会增大。由此，他推测这一区域存在一种人眼看不见的光。今天，人们利用灵敏的温度传感器，很容易再现赫歇尔当年的实验现象。 知识点一：红外线 新知探究 如图 1 所示，一束白光通过三棱镜获得色散光带，将温度传感器与计算机连接，把温度传感器探头分别放在红光内侧和外侧，你观察到什么现象？这说明什么问题？ 图1  观测红外线热效应的实验装置 新知探究 当温度传感器探头放在红光外侧时，在计算机屏幕上可以看到温度随着时间上升的图像，如图 2 所示。 实验发现，太阳光中，除了人眼能感受到的可见光，还有一些光人眼无法察觉，这些光称为不可见光。在色散光带红光外侧能使物体发热的不可见光，称为红外线（infrared ray ）。红外线具有比较显著的热效应。 图2 温度—时间图像 新知探究 由此可见，红外线人眼虽看不到，但可以用灵敏温度计来检验它们的存在。 ①红外线具有显著的热效应，能使被照射的物体发热； ②太阳的热主要就是通过红外线辐射的形式传送到地球的； ③物体能吸收红外线，也能向外辐射红外线。 红外线的特点： 2.红外线的特点及应用 新知探究 红外线的应用： ① 红外线加热 电烤箱 ② 红外测温仪 电烤箱 浴室暖灯 新知探究 ③ 红外线遥控 ④ 红外遥感探测 新知探究 响尾蛇的视力很差，但体内有一红外线定位器官，依靠红外线定位，它能准确地捕捉猎物，根据这一原理，发明了响尾蛇导弹。 利用红外线跟踪目标 ⑤ 红外线定位 新知探究 ⑥ 红外线成像 用红外胶片拍摄的“热谱图” 　　野生东北虎进村吃牛，被红外线相机逮个正着。 红外夜视仪在军事上有着重要的作用。 新知探究 自然界中的物体都在不停地辐射红外线。物体辐射的红外线的强度与温度有关，因此可以通过物体辐射的红外线来测量物体的温度。例如，在机场、铁路车站、医院等人流密集的入口处， 可以利用红外热成像仪检测人体的温度，如图 3所示。在工业领域，还可以借助红外线检 测设备准确识别机械设备正在发热的疑似故障位置，从而可以实现在线工业检测、设备维护等。红外线在遥控技术、远距离探测、医学等方面也有广泛的应用。           图 3  红外热成像仪 生活•物理•社会 红外线的应用 新知探究 1801年，德国物理学家里特（Johann Wilhelm Ritter ，1776—1810 ） 偶然发现，放在太阳光色散光带紫光外侧的照相底片感光了。里特没有忽视这个小问题，经过反复研究，终于发现这里有一种不可见光——紫外线。 把感光胶片放在色散光带紫光外侧，发现胶片仍会感光。 知识点二：紫外线 新知探究 ① 紫外线最显著的特点就是它能使荧光物质发光。 1. 紫外线的特点及应用 如图 4 所示，验钞机利用紫外线的这种性质鉴别人民币的真伪。 图 4  紫外线验钞机 新知探究 ② 紫外线消毒灭菌 消毒柜 紫外线灭菌灯 ③紫外线与人类的生活、健康密切相关。适当的紫外线照射对人体有益； 紫外线能合成维生素D促进钙的吸收。 紫外线消毒柜 紫外线杀菌过滤器 紫外线灭菌灯 新知探究 过量的紫外线照射则对人体有害，它能引发白内障，导致皮肤过早衰老甚至发生癌变。因此，人们越来越重视对紫外线过量照射的防护。 科学家戴着防护眼镜在紫外线下进行实验。 电焊时发出的弧光含有大量紫外线，工人戴上特制的防护面罩。 2. 紫外线防护 登山运动员都要戴特制的黑色眼镜。 新知探究 臭氧（O3 ）是一种有轻微腥臭气 味的淡蓝色气体，主要聚集在离地面10~50 km的平流层内，科学家称之为臭氧层。 臭氧层是地球的“保护伞”（图 5），它能吸收绝大部分来自太阳的紫外线，使地球上的生物免受强烈紫外线的直接照射。 图 5  地球的“保护伞” 生活•物理•社会 紫外线与臭氧层 新知探究 但是，由于人类大量使用会破坏臭氧层的氯氟碳化物， 如早期冰箱中所用的氟利昂等，它们蒸发出的气体释放到大气层中，破坏了大气臭氧层，导致臭氧层的浓度越来越稀薄，甚至在南极上空形成了臭氧层空洞（图 6），使得太阳对地球表面的紫外辐射量增加，对生态环境和人类健康产生了严重影响。因此，全世界的科学家都在呼吁“拯救臭氧层，禁止使用氯氟碳化物”。自 2007 年 7 月 1 日起， 我国禁止生产以氯氟碳化物为制冷剂、发 泡剂的家用电器产品。保护臭氧层，从我做起，从身边的小事做起。尽量使用带有 “爱护臭氧层”或“无氯氟碳化物”标志的产品，用实际行动保护臭氧层，保护人类赖以生存的地球家园。 图 6  南极上空的臭氧层空洞（深蓝色区域） 新知探究 人眼看不 见的光 定义：色散光带的红光外侧看不见的光 定义：色散光带的紫光外侧看不见的光 红外线 特点：显著的热效应 应用：红外加热、红外遥控、红外测温仪、 红外遥感探测红外线定位、红外线成像 紫外线 应用：紫外验钞机、紫外线灭菌 特点：使荧光物质发光 紫外线的防护 课堂小结 1.如图所示，老师用测温枪给学生检测体温，测温枪的学名是“红外线测温仪”或者“红外线辐射测温仪”。它的原理是：被动吸收目标的红外辐射能量，从而获得物体温度数值。下列关于红外线测温仪的说法正确的是（　　） A．红外线用肉眼可观察到 B．红外线是声波的一种 C．红外线测温仪是通过测温枪发出红外线来测体温的 D．红外线测温仪能测体温，说明人体能对外辐射红外线 D 当堂检测 2.下列仪器中，属于利用紫外线工作的是（　　） A．非接触温度计 B．夜视仪 C．感应水龙头 D．杀菌灯 D A. B. C. D. 当堂检测 ②若在紫光的外侧放置涂有荧光物质的纸条，则可观察到 ；说明在紫光的外侧也存在着一种不可见光，这种光叫做 。 3.小明按如图所示的方法探究“光的色散现象”。 ①小明在测量不同色光区域的温度时，惊奇地发现：将温度计放在红光的外侧时，温度计的示数会 ；说明红光的外侧有一种不可见光，这种光叫做 。 升高 红外线 纸条上的荧光物质发光 紫外线 当堂检测 $$