五、人眼看不见的光（教学课件）物理新教材苏科版八年级上册

物理八年级上册 •苏科版 第三章 光的折射 透镜 五、人眼看不见的光 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道太阳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 02 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 03 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 04 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 教学重难点 教学难点 教学重点 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 1. 区分红外线与紫外线的产生条件与作用差异 2. 红外线、紫外线在生活中的应用及防护 课堂引入 三棱镜把太阳光分解成我们可以看见的不同颜色的光，在这些光之外还有没有我们看不到的光？ 知识点1 红外线 探索新知 1800 年，英国科学家赫歇尔（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。 温度仍然上升 探索新知 活动3.7 观测红外线的热效应 如图所示，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？ 观测红外线热效应的实验装置 探索新知 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。如图所示。 温度—时间图像 探索新知 可见光 红外线 红外线特征： 红外线具有比较显著的热效应。一切物体都能辐射红外线。物体的温度越高，辐射的红外线越多。 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。 探索新知 红外线加热（电烤箱、浴室暖灯、远红外取暖器、红外线理疗器等）等。 红外线烤箱 远红外取暖器 红外线理疗器 红外线的应用 探索新知 用红外胶片拍摄的“热谱图” 一个物体，当他的温度升高时，尽管看起来外表还跟原来一样，但他辐射的红外线却会增强。 人体生病的时候，局部皮肤的温度异常，如果在照相机装上对红外线敏感的胶片，给皮肤拍照并与健康人的照片对比，有助于诊断疾病。 红外线成像 探索新知 红外线夜视仪 红外线夜视仪 夜间人的体温比野外外草木、岩石的温度高，人体辐射的红外线比他们强。人们根据这个道理制成了红外线夜视仪。 红外线遥控 电视机、空调等遥控器的前端有一个发光二极管，按下不同的键时，可以发出不同的红外线脉冲，以实现对电器的控制。 典例分析 例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。 红外线 【解析】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。 热 典例分析 例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。 红 【解析】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。 凹 知识点2 紫外线 探索新知 红外线的发现引起了德国物理学家里特的兴趣。他推测，在紫光外侧也可能存在一种不可见光。经过反复研究，他终于在1801年发现了紫外线。 可见光 紫外线 紫外线：太阳的光谱中紫光之外的不可见光。 探索新知 a. 荧光效应——紫外线验钞机 使荧光物质发光 紫外线使钞票上的荧光物质发光 ，用于检验钞票的真伪。 紫外线的应用 探索新知 b . 杀死微生物——紫外线灭菌灯 医院、饭店用紫外线灯灭菌 紫外线消毒灭菌 冠状病毒病期间，食品杂货正在使用紫外线消毒机进行消毒 探索新知 c. 有助于人体合成维生素D 适当照射紫外线，有助于人体合成维生素D，维生素D能促进身体对钙的吸收，对于骨骼的生长和身体健康的许多方面都有好处。 探索新知 过量的紫外线对人体有害，轻则使皮肤粗糙，重则引起皮肤发生病变。 长期、多次的曝晒，可造成皮肤和粘膜的日光性角化症，如额部、颊部、鼻尖、唇、眼睑出现单个和多个平顶形角化层增厚。 紫外线的危害 探索新知 防晒帽、眼镜、防晒霜 防护紫外线的方法 紫外线防护面具 紫外线防晒伞 预防紫外线最好的办法就是外出时戴上墨镜、遮阳伞或宽檐帽，避免在阳光直射的地方久待，眼睛不要对着太阳看，在下雪天尤其注意。 典例分析 例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 B 【解析】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。 典例分析 例4 唐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3×105km/s 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 A 【解析】A．光在真空中光速均为3×108m/s=3×105km/s，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。 课堂小结 课堂小结 人眼看不见的光 红外线 特性：热作用强；穿透云雾能力强 红外线：在色散光带红光外侧能使物体发热的不可见光 紫外线 特征：使荧光物质发光；能杀死微生物，用来灭菌消毒 紫外线：可见光谱的紫光以外，一种不可见的光 应用：红外线测温；检测设备；夜视仪；遥控器等 危害和防治 红外线 紫外线 可见光 太阳的可见光谱 课堂练习 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。 不可见 丙 【解析】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。 紫外 课堂练习 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”）。 使荧光物质发光 【解析】[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。 红外 ② 课堂练习 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 荧光物质 红外线 能 不需要 B 课堂练习 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 【解析】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。 C 课堂练习 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 C 【解析】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。 课堂练习 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 D 【解析】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。 课后作业 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 $