五、人眼看不见的光（导学案）物理新教材苏科版八年级上册

该初中物理导学案聚焦“人眼看不见的光”，核心知识点为红外线和紫外线的特性及应用。通过物理学史介绍与实验活动，衔接光的色散知识，引导学生从可见光过渡到不可见光，构建完整的光现象认知框架。 资料以科学探究为核心，设计红外线热效应、紫外线荧光效应实验，培养学生观察与验证能力。结合生活实例归纳应用原理，渗透科学思维与责任意识，习题联系实际场景，助力学生提升知识应用与核心素养。

五、人眼看不见的光（导学案） 【学习目标】 1. 物理观念：知道太阳光（白光）是由可见光和不可见光组成的；知道红外线和紫外线都是人眼看不见的光；了解红外线的显著热效应以及紫外线的荧光效应和杀菌作用。 2. 科学思维：通过物理学史的介绍，了解科学家发现红外线和紫外线的过程；通过类比可见光推理不可见光的特性；通过分析生活现象归纳红外线和紫外线的应用原理，培养归纳与推理能力。 3. 科学探究：通过实验探究或演示实验，验证红外线的热效应和紫外线的荧光效应；经历“观察现象—提出问题—实验验证—归纳结论”的科学探究过程。 4. 科学态度与责任：了解红外线和紫外线在生活、高科技领域的广泛应用，体会科技对生活的推动作用；树立防护有害辐射的意识，客观认识科技发展对人类生活和自然环境的影响。 【学习重点】 1. 红外线与紫外线的特性。 2. 红外线和紫外线在生活、生产及高科技领域的应用实例与技术原理。 3. 知道可见光与不可见光的分类。 【学习难点】区分红外线与紫外线的产生条件与作用差异；红外线、紫外线在生活中的应用及防护。 【自主预习】阅读教材，完成以下内容： 1. 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，这些光称为成 。 2. 在色散光谱 光外侧能使物体发热的不可见光，称为 。红外线具有显著的 效应。 3. 一切物体都在不停地辐射红外线，同时也在吸收其他物体辐射来的红外线。物体的温度越高，辐射的红外线越 。 4. 在色散光谱 光外侧存在的不可见光，称为 。紫外线最显著的性质是 效应；紫外线还具有 作用。 5. 过量的紫外线照射对人体 （有益/有害），长时间暴露在强紫外线下可能引发皮肤癌（或白内障） 等疾病。 【课堂探究】 探究一、红外线 【物理学史】 1800年，英国科学家赫歇尔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。 问题：温度计放在红光外侧示数也会增大，说明什么？ 答： 。 【活动1】 观测红外线的热效应 实验器材：三棱镜、太阳光（或白光光源）、温度传感器（或温度计）、计算机 实验装置：让一束太阳光通过三棱镜后，将与计算机连接的温度传感器探头分别放在红光的内侧和外侧。 实验步骤： （1）将温度传感器探头放在红光内侧，观察温度示数的变化。 （2）将温度传感器探头移到红光外侧，再次观察温度示数的变化。 （3）为了使实验效果更明显，可将温度传感器探头涂成黑色。 实验记录： 探头位置 温度变化 红光内侧 温度 （上升/下降/不变） 红光外侧 温度 （上升/下降/不变），且上升更 实验结论： 实验说明在可见光谱的红光外侧还存在着一种能使被照射的物体快速升温而人眼看不见的光。这种光叫作 。 【红外线的特性】 1. 热效应：红外线具有显著的 效应。 2. 普遍性：一切物体都在不停地辐射红外线，同时也在吸收其他物体辐射来的红外线。 3. 温度相关性：物体的温度越高，辐射的红外线越 。 4. 穿透性：红外线波长较长，不容易被散射，在空气中传播距离较 。 【红外线的应用】 结合教材和生活经验，填写下表： 应用实例 利用的原理 红外测温仪、红外热成像仪（机场、车站测体温） 物体辐射红外线的强度与 有关 电视机、空调的遥控器 红外线可以传递 红外夜视仪（夜间观测动物活动） 一切物体都在不停地 红外线 红外制导导弹 利用红外线进行 红外取暖器 红外线具有显著的 效应 【例题1】电视机的遥控器能发射一种不可见光，即____________，以实现对电视机的控制；它还具有显著的____________效应。 【例题2】如图甲所示是一款家用电取暖器，图乙是它的剖面原理图，MN为内表面极光滑的金属弧面，A为电热丝。电热丝通电后主要以________外线的形式向外辐射能量，MN相当于一个________面镜，在其表面发生反射进一步增强取暖效果。 探究二、紫外线 紫外线的发现：在紫光外侧，科学家也发现了一种看不见的光，它能使荧光物质发光，这种光叫作 。 【活动2】 探究紫外线的荧光效应 实验器材：验钞机（或紫外线灯）、涂有荧光物质的线条（或人民币） 实验步骤： （1）在暗室中打开紫外线灯，照射涂有荧光物质的线条（或人民币）。 （2）观察现象。 实验现象： 涂有荧光物质的线条（或人民币上的荧光防伪标记）在紫外线照射下会  。 实验结论： 紫外线能使荧光物质发光。这是紫外线最显著的性质—— 效应。 【紫外线的特性】 荧光效应：紫外线能使 物质发光。 杀菌作用：紫外线能 ，可用于消毒。 化学效应：紫外线能使 发生变化。 过量有害：过量的紫外线照射对人体 （有益/有害），会伤害眼睛和皮肤，可能引发皮肤癌（或白内障） 等疾病。 臭氧层的保护作用：地球表面的 层能吸收大部分来自太阳的紫外线，是人类和生物的保护伞。 【想一想】 1. 登山运动员为什么都要戴特制的防护眼镜？ 答： 。 2. 为什么夏天在户外活动时要涂抹防晒霜、佩戴太阳镜？ 答： 。 【例题3】过度晒太阳会使皮肤粗糙，甚至会引起皮肤癌，这是因为太阳光中含有（　　）造成的。 A．红外线 B．紫外线 C．红光 D．白光 【例题4】医院的手术室和病房里常配备紫外线灯来灭菌。紫外线灯一般会发出淡紫色的光，下列说法正确的是（     ） A．淡紫色的光在真空中的光速约为 B．淡紫色的光能使荧光物质发光 C．淡紫色的光可用于电视遥控 D．淡紫色的光是紫外线 【课堂总结】 五、人眼看不见的光 1. 太阳光中，人眼能感受到的光叫可见光，人眼无法察觉的光叫不可见光。 2. 在色散光谱红光外侧能使物体发热的不可见光叫红外线。红外线具有显著的热效应。 3. 一切物体都在不停地辐射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线越强 。 4. 在色散光谱紫光外侧的不可见光叫紫外线。紫外线能使荧光物质发光，还具有杀菌作用。 5. 过量的紫外线照射对人体有害，需要做好防护。 6. 红外线和紫外线都是人眼不能看见的光。 【课堂练习】 1．如图甲是红外线测温仪，红外线是一种_______（选填“可见光”或者“不可见光”），其中_______图能反映测温过程中红外线的传播情况（选填“乙”或“丙”）。验钞机是利用_______线来鉴别纸币真伪的。 2．如图甲，AB之间是太阳光经三棱镜色散后在屏上得到的彩色光带。将电子温度传感器分别放在A、B两点外侧，测得温度T随时间t变化的图像如图乙。则曲线①对应光线的特点是______，曲线②对应的是______线，电视机遥控器应用的是______（选填“①”或“②”）。 3．验钞机是利用紫外线能使__________发光的原理工作的；太阳主要通过_______的形式把温暖带给地球；体外红外测温仪是一种普遍使用的测温工具，该设备在无光的夜晚________（选填“能”或“不能”）使用，红外线的传播______（选填“需要”或“不需要”）介质，下面两幅图示中符合红外测温仪工作原理的是______（选填“A”或“B”）。 A．测温仪发出红外线，遇被测温体返回并接收 B．测温仪接收被测温体发出的红外线 4．智能感应水龙头是公共场所常用的一种设备，它不仅可以提升公共健康水平，还能起到节约用水的作用。智能感应水龙头工作时应用了（　　） A．超声波 B．激光 C．红外线 D．紫外线 5．小明在等待小吃“围炉锅盔”时，看到营业员用一把如图所示的红外线测温仪对着炉内的铁板测温，小明发现铁板上有一个红色光点，关于红外测温仪和红色光点的说法正确的是（　　） A．“红色光点”是红外线测温仪发出的红外线 B．“红色光点”是高温铁板反射的红外线 C．红外线测温仪是利用高温铁板发出的红外线测温 D．红外线测温仪是利用高温铁板反射的红外线测温 6．图书馆公共借阅的书本存在严重的卫生隐患，如图是某公司研发生产的自助图书紫外线杀菌机，从玻璃窗口观察内部消毒时可以看到发出淡紫色光的灯管，下列说法正确的是（    ） A．紫外线对人体有害无益 B．紫外线除了可以用于杀菌还可以用于加热物体 C．紫外线是可见光 D．该灯管发出淡紫色的光的同时还会发出紫外线 【课后反思】 1. 知识梳理 通过本节课的学习，你有哪些收获？还有哪些疑问？ 。 2. 实验感悟 在观测红外线热效应的实验中，为什么要把温度计（或温度传感器探头）涂成黑色？ 。 在探究紫外线荧光效应的实验中，你观察到了什么现象？这说明了什么？ 。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 五、人眼看不见的光（导学案） 【学习目标】 1. 物理观念：知道太阳光（白光）是由可见光和不可见光组成的；知道红外线和紫外线都是人眼看不见的光；了解红外线的显著热效应以及紫外线的荧光效应和杀菌作用。 2. 科学思维：通过物理学史的介绍，了解科学家发现红外线和紫外线的过程；通过类比可见光推理不可见光的特性；通过分析生活现象归纳红外线和紫外线的应用原理，培养归纳与推理能力。 3. 科学探究：通过实验探究或演示实验，验证红外线的热效应和紫外线的荧光效应；经历“观察现象—提出问题—实验验证—归纳结论”的科学探究过程。 4. 科学态度与责任：了解红外线和紫外线在生活、高科技领域的广泛应用，体会科技对生活的推动作用；树立防护有害辐射的意识，客观认识科技发展对人类生活和自然环境的影响。 【学习重点】 1. 红外线与紫外线的特性。 2. 红外线和紫外线在生活、生产及高科技领域的应用实例与技术原理。 3. 知道可见光与不可见光的分类。 【学习难点】区分红外线与紫外线的产生条件与作用差异；红外线、紫外线在生活中的应用及防护。 【自主预习】阅读教材，完成以下内容： 1. 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。 2. 在色散光谱红光外侧能使物体发热的不可见光，称为红外线。红外线具有显著的热效应。 3. 一切物体都在不停地辐射红外线，同时也在吸收其他物体辐射来的红外线。物体的温度越高，辐射的红外线越强（多）。 4. 在色散光谱紫光外侧存在的不可见光，称为紫外线。紫外线最显著的性质是荧光效应；紫外线还具有杀菌作用。 5. 过量的紫外线照射对人体有害（有益/有害），长时间暴露在强紫外线下可能引发皮肤癌（或白内障） 等疾病。 【课堂探究】 探究一、红外线 【物理学史】 1800年，英国科学家赫歇尔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。 问题：温度计放在红光外侧示数也会增大，说明什么？ 答：说明红光外侧存在着人眼看不见的光，这种光能使物体温度升高（具有热效应）。 【活动1】 观测红外线的热效应 实验器材：三棱镜、太阳光（或白光光源）、温度传感器（或温度计）、计算机 实验装置：让一束太阳光通过三棱镜后，将与计算机连接的温度传感器探头分别放在红光的内侧和外侧。 实验步骤： （1）将温度传感器探头放在红光内侧，观察温度示数的变化。 （2）将温度传感器探头移到红光外侧，再次观察温度示数的变化。 （3）为了使实验效果更明显，可将温度传感器探头涂成黑色。 实验记录： 探头位置 温度变化 红光内侧 温度上升（上升/下降/不变） 红光外侧 温度上升（上升/下降/不变），且上升更快（明显） 实验结论： 实验说明在可见光谱的红光外侧还存在着一种能使被照射的物体快速升温而人眼看不见的光。这种光叫作红外线。 【红外线的特性】 1. 热效应：红外线具有显著的热效应。 2. 普遍性：一切物体都在不停地辐射红外线，同时也在吸收其他物体辐射来的红外线。 3. 温度相关性：物体的温度越高，辐射的红外线越强。 4. 穿透性：红外线波长较长，不容易被散射，在空气中传播距离较远。 【红外线的应用】 结合教材和生活经验，填写下表： 应用实例 利用的原理 红外测温仪、红外热成像仪（机场、车站测体温） 物体辐射红外线的强度与温度有关 电视机、空调的遥控器 红外线可以传递信息 红外夜视仪（夜间观测动物活动） 一切物体都在不停地辐射红外线 红外制导导弹 利用红外线进行制导（追踪目标） 红外取暖器 红外线具有显著的热效应 【例题1】电视机的遥控器能发射一种不可见光，即____________，以实现对电视机的控制；它还具有显著的____________效应。 【答案】 红外线 热 【详解】电视机遥控器发射的不可见光是红外线，红外线属于人眼不可感知的光，能够传递控制信号，是遥控类设备常用的信号载体。 红外线具有显著的热效应，当红外线照射物体时，可使物体的内能增加、温度升高，这一特性在生活中被应用于红外取暖、红外加热等场景。 【例题2】如图甲所示是一款家用电取暖器，图乙是它的剖面原理图，MN为内表面极光滑的金属弧面，A为电热丝。电热丝通电后主要以________外线的形式向外辐射能量，MN相当于一个________面镜，在其表面发生反射进一步增强取暖效果。 【答案】 红 凹 【详解】红外线具有显著的热效应，电取暖器的电热丝通电发热后，主要以红外线的形式向外辐射热能； 由图乙可知，MN是向内弯曲的金属弧面，相当于凹面镜；凹面镜对光线（热辐射）有会聚作用，电热丝位于凹面镜的焦点处，反射后能量会平行射出，能增强取暖效果。 探究二、紫外线 紫外线的发现：在紫光外侧，科学家也发现了一种看不见的光，它能使荧光物质发光，这种光叫作紫外线。 【活动2】 探究紫外线的荧光效应 实验器材：验钞机（或紫外线灯）、涂有荧光物质的线条（或人民币） 实验步骤： （1）在暗室中打开紫外线灯，照射涂有荧光物质的线条（或人民币）。 （2）观察现象。 实验现象： 涂有荧光物质的线条（或人民币上的荧光防伪标记）在紫外线照射下会发光（发出荧光） 。 实验结论： 紫外线能使荧光物质发光。这是紫外线最显著的性质——荧光效应。 【紫外线的特性】 荧光效应：紫外线能使荧光物质发光。 杀菌作用：紫外线能杀菌，可用于消毒。 化学效应：紫外线能使化学物质发生变化。 过量有害：过量的紫外线照射对人体有害（有益/有害），会伤害眼睛和皮肤，可能引发皮肤癌（或白内障） 等疾病。 臭氧层的保护作用：地球表面的臭氧层能吸收大部分来自太阳的紫外线，是人类和生物的保护伞。 【想一想】 1. 登山运动员为什么都要戴特制的防护眼镜？ 答：高山上空气稀薄，臭氧层对紫外线的吸收作用减弱，紫外线强度比地面大得多。过量的紫外线会伤害眼睛，因此登山运动员需要戴特制的防紫外线眼镜保护眼睛。 2. 为什么夏天在户外活动时要涂抹防晒霜、佩戴太阳镜？ 答：夏天太阳光中的紫外线强度较大，过量的紫外线照射会伤害皮肤（晒伤、引发皮肤癌等）和眼睛。涂抹防晒霜可以吸收或反射紫外线，佩戴太阳镜可以阻挡紫外线进入眼睛，起到防护作用。 【例题3】过度晒太阳会使皮肤粗糙，甚至会引起皮肤癌，这是因为太阳光中含有（　　）造成的。 A．红外线 B．紫外线 C．红光 D．白光 【答案】B 【详解】A．红外线主要产生热效应，会使皮肤温度升高，但不会直接导致皮肤粗糙或皮肤癌，故A不符合题意； B．紫外线具有较高能量，能穿透皮肤并损伤细胞，是晒太阳引起皮肤粗糙和皮肤癌的主要原因，故B符合题意； C．红光是可见光的一部分，能量较低，不会对皮肤造成显著损伤或引发皮肤癌，故C不符合题意； D．白光是复色光，白光本身不直接导致皮肤癌，故D不符合题意。 故选B。 【例题4】医院的手术室和病房里常配备紫外线灯来灭菌。紫外线灯一般会发出淡紫色的光，下列说法正确的是（     ） A．淡紫色的光在真空中的光速约为 B．淡紫色的光能使荧光物质发光 C．淡紫色的光可用于电视遥控 D．淡紫色的光是紫外线 【答案】A 【详解】A．光在真空中光速均为，故A正确； B．能使荧光物质发光的是紫外线，淡紫色的光是紫光，不具备该特性，故B错误； C．电视遥控利用的是红外线，不是淡紫色的光，故C错误； D．紫外线属于不可见光，肉眼看不到；淡紫色的光是紫光，灯里同时产生了看不见的紫外线用于灭菌，故D错误。 故选A。 【课堂总结】 五、人眼看不见的光 1. 太阳光中，人眼能感受到的光叫可见光，人眼无法察觉的光叫不可见光。 2. 在色散光谱红光外侧能使物体发热的不可见光叫红外线。红外线具有显著的热效应。 3. 一切物体都在不停地辐射红外线，物体的温度越高，辐射的红外线越强 。 4. 在色散光谱紫光外侧的不可见光叫紫外线。紫外线能使荧光物质发光，还具有杀菌作用。 5. 过量的紫外线照射对人体有害，需要做好防护。 6. 红外线和紫外线都是人眼不能看见的光。 【课堂练习】 1．如图甲是红外线测温仪，红外线是一种_______（选填“可见光”或者“不可见光”），其中_______图能反映测温过程中红外线的传播情况（选填“乙”或“丙”）。验钞机是利用_______线来鉴别纸币真伪的。 【答案】 不可见光 丙 紫外 【详解】如图甲是红外线测温仪，红外线是一种不可见光，其中丙图能反映测温过程中红外线的传播情况。验钞机是利用紫外线来鉴别纸币真伪的。 2．如图甲，AB之间是太阳光经三棱镜色散后在屏上得到的彩色光带。将电子温度传感器分别放在A、B两点外侧，测得温度T随时间t变化的图像如图乙。则曲线①对应光线的特点是______，曲线②对应的是______线，电视机遥控器应用的是______（选填“①”或“②”）。 【答案】 使荧光物质发光 红外 ② 【详解】[1][2]图乙中，曲线①说明随着时间的增加，温度传感器测得的温度变化很小，故①是紫外线，该光线的特点是能使荧光物质发光，还能消毒杀菌；曲线②说明随着时间的增加，测得的温度升高较快，即该不可见光的热效应强，所以②是红外线。 [3]电视机遥控器是利用红外线工作的，故选②。 3．验钞机是利用紫外线能使__________发光的原理工作的；太阳主要通过_______的形式把温暖带给地球；体外红外测温仪是一种普遍使用的测温工具，该设备在无光的夜晚________（选填“能”或“不能”）使用，红外线的传播______（选填“需要”或“不需要”）介质，下面两幅图示中符合红外测温仪工作原理的是______（选填“A”或“B”）。 A．测温仪发出红外线，遇被测温体返回并接收 B．测温仪接收被测温体发出的红外线 【答案】 荧光物质 红外线 能 不需要 B 【详解】[1]验钞机是利用紫外线能使荧光物质发光的原理工作的。 [2]红外线具有热效应，太阳主要通过红外线的形式把温暖带给地球。 [3][5]红外线是一种不可见光，有温度的物体一直在向外散发红外线。体外红外测温仪是通过接收物体散发的红外线来工作的，在无光的夜晚并不会影响红外线的接收，因此能使用。 [4] 红外线是一种不可见光，光的传播不需要介质。 4．智能感应水龙头是公共场所常用的一种设备，它不仅可以提升公共健康水平，还能起到节约用水的作用。智能感应水龙头工作时应用了（　　） A．超声波 B．激光 C．红外线 D．紫外线 【答案】C 【详解】智能感应水龙头的工作原理主要基于红外反射式感应技术，先发射红外线，再接收手反射回来的信号，从而控制电磁阀的开关。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 5．小明在等待小吃“围炉锅盔”时，看到营业员用一把如图所示的红外线测温仪对着炉内的铁板测温，小明发现铁板上有一个红色光点，关于红外测温仪和红色光点的说法正确的是（　　） A．“红色光点”是红外线测温仪发出的红外线 B．“红色光点”是高温铁板反射的红外线 C．红外线测温仪是利用高温铁板发出的红外线测温 D．红外线测温仪是利用高温铁板反射的红外线测温 【答案】C 【详解】红外线测温仪是通过对物体自身辐射的红外能量的测量，准确地测定物体表面温度的仪器，而不是通过测温枪发出红外线来测体温，故ABD错误，C正确。 故选C。 6．图书馆公共借阅的书本存在严重的卫生隐患，如图是某公司研发生产的自助图书紫外线杀菌机，从玻璃窗口观察内部消毒时可以看到发出淡紫色光的灯管，下列说法正确的是（    ） A．紫外线对人体有害无益 B．紫外线除了可以用于杀菌还可以用于加热物体 C．紫外线是可见光 D．该灯管发出淡紫色的光的同时还会发出紫外线 【答案】D 【详解】A．适量的紫外线促进人体维生素D合成，对身体是有利的，故A错误； B．紫外线用于杀菌，红外线用于加热物体，故B错误； C．紫外线是紫光以外的光，属于不可见光，故C错误； D．灯管发出淡紫色的光，属于可见光，在紫光外侧还会发出紫外线，故D正确。 故选D。 【课后反思】 1. 知识梳理 通过本节课的学习，你有哪些收获？还有哪些疑问？ 。 2. 实验感悟 在观测红外线热效应的实验中，为什么要把温度计（或温度传感器探头）涂成黑色？ 。 在探究紫外线荧光效应的实验中，你观察到了什么现象？这说明了什么？ 。 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $