江苏省无锡市八士中学八年级物理《看不见的光》课件 人教新课标版.ppt

看不见的光 物理八年级上 第二章光现象 红外线的发现 神秘和谐的自然 牧师的灵感 大自然是神秘的 和谐的 可闻声 20hz 20000hz 超声 高于20000hz 次声 低于20hz 阅读探究 牧师的灵感 1738年 一个叫赫休尔的孩子在英国出生了 赫休尔小时候是一个普通的孩子 长大之后也没有成为科学家 他的职业是牧师 但却对太阳光独有钟情 为此他专门买了一块很大的玻璃三棱镜放在自己的桌子上 不时欣赏太阳光透过它形成的七色彩带 1800年的一天早晨 年过花甲的赫休尔看着美丽的七色彩带 忽然像小孩一样好奇地问自己 阳光带有热 那么组成太阳光的七种单色光中 哪一种带的热最多呢 他的这一看似简单的问题在当时谁也不知道 于是赫休尔便开始思考这个问题 试图找出正确的答案 如果你是赫休尔 你会怎么做呢 几天以后 赫休尔便找到了解决这一问题的方法 他想 太阳光透过三棱镜分成七种单色光 如果知道了每种光的温度 不就知道它们之中谁带的热量多吗 于是他把暗室中唯一的窗户用木板堵住 然后在板上开了一个矩形的孔 孔中正好装上分光棱镜 于是得到了一组彩色的光带 然后 赫休尔在每一条光带的位置挂了一支温度计 他怕自己的观察不够全面 又在红光带和紫光带外各挂了一支温度计 做好这一切之后 赫休尔记录下每支温度计开始的读数 然后就在桌子旁的椅子上坐下来开始观察 温度计的水银柱缓慢地上升 赫休尔耐心的等待 大约过了半个小时 所有温度计的读数不再变了 赫休尔发现绿光区的温度上升了3 紫光区的温度上升了2 这种现象说明了什么 紫光区外的那支温度计的读数几乎没有变化 然而令他吃惊的是 红光区外的那支温度计的读数竟上升了7 这种现象又说明了什么 经过详细地分析之后 赫休尔认为阳光的光谱实际上比被人们看到的七种单色光更宽 在红光带外一定还有某种人眼看不见的光线 而且这种光线携带的热量最多 赫休尔虽然是牧师 但他却有科学家的素养 他发现了这一奇特的现象之后 立即重复这一实验 你认为科学家的素养是什么呢 但多次的实验结果都是相同的 红光区外的那支温度计的读数上升最多 大自然通过这些实验结果向你暗示了什么 体验 感受红外线的热效应 你感受过红外线的热效应吗 实验操作 四人一组进行实验 每组两支温度计 一支用于对比 实验前先记录下温度计的初始温度 然后将手中的遥控器对准一支温度计的玻璃泡进行照射 经过一段时间 待温度计示数稳定以后 读出比较两支温度计示数的关系 并请同学汇报实验数据 得出结论 红外线的应用 红外线测温仪 红外线夜视仪 红外线遥控 红外线诊断疾病 红外线摄影 利用红外线测温仪 人的体温是否异常 一两秒钟之内就见分晓 红外线测温仪 夜晚人的体温比野外草木 岩石的温度高 人辐射的红外线比它们强 人们根据这个原理制成了红外线夜视仪 可以用在步枪的瞄准器上 红外线夜视仪被称为 黑夜中的眼睛 夜间观测效果图 红外线夜视仪 红外线夜视图片 红外线不被人眼所见 而一些动物 比如猫 却能够看见红外线 看得见红外线的动物 电视机摇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 来实现电视机的摇控 红外遥控开关适用于家中各种使用钨丝电灯泡的电灯设备 它具有红外线接收功能 无电磁波辐射 安装简单 使用方便 透过您家中任何一个红外遥控器 如 电视机遥控器vcd dvd遥控器 经简单的编程 便可遥控家中的电灯设备 并且 您还可以随意地控制电灯的亮度 红外线遥控 军事卫星将报警信号中继到指挥部 红外线预警卫星 响尾蛇的尾巴会模拟水的响声来引诱动物喝水 但是响尾蛇的视力很差 那么它又是怎样知道猎物的确切位置呢 原来它的体内有一红外线定位器官 依靠红外线定位 它能准确的捕捉猎物 根据这一原理 美国人发明了一种名为响尾蛇的导弹 响尾蛇导弹 一个物体 当它的温度升高时 尽管看起来外表还跟原来一样 但它辐射的红外线却大大增强 人体生病的时候 局部皮肤的温度异常 如果在照相机里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 有助于对疾病做出诊断 红外线诊断疾病 红外线摄影常被用于某些特殊领域 比如公安部门用它来摄录肉眼难以看清的犯罪痕迹 文物保护部门用它来鉴定文物等等 红外线摄影的基本原则其实跟一般摄影是一样的 都是利用光线照在物体上反射经过镜片到相机内成像 区别只是在可见光与红外光的不同罢了 太阳光内含丰富多样的光线 当然也包含红外光 当阳光照在物体上反射到我们的眼睛及相机内时 其实我们已经接受到了红外光 但我们的视神经没有感应到 红外线摄影 红外线摄影图片 彗星红外线图像 红外遥感照片 红外线摄影常让人连想到透视 所谓透视是因为红外线可通过一些可见光透不太过的物质所产生的效果 先决条件是有足够的红外光 可穿透的外层 红外线滤镜滤去所有可见光的干扰 如红外线遥控器上的深色保护片在阳光照射下加上滤镜来看几成透明是最好例子 大家熟知的一些的透视摄影便是这道理 被红外线透视了的帆船的帆 红外线透视 视频资料 红外线的应用 紫外线的发现 当1800年赫休尔借助温度计发现了光的真实面目之后 1801年的一天 又有一位研究太阳光谱的科学家 特里突然想到 红光之外有人类看不见的红外线存在 那么紫光之外是否也有人类看不见的光呢 你想到这个问题了吗 你认为还能用赫休尔的方法吗 人们当时已知道 氯化银在加热或受到光照时会分解而析出银 析出的银由于颗粒很小而呈黑色 这位科学家就想通过氯化银来确定太阳光七色光以外的成份 他用一张纸片醮了少许氯化银溶液 并把纸片放在白光经棱镜色散后七色光的紫光的外侧 过了一会儿 他在纸片上观察到醮有氯化银部分的纸片变黑了 这个实验现象说明了什么 这说明太阳光经棱镜色散后在紫光的外侧还存在一种看不见的光线 这位科学家把这种光线称为紫外线 紫外线的应用与防止 紫外线的荧光效应 紫外线有杀菌消毒作用 紫外线的生理作用 防紫外线用品 紫外线的荧光效应 钞票或商标的某些位置用荧光物质印上标记 在紫外线下识别这些标记 这是一种有效的防伪措施 紫外线有很强的荧光效应 这个效应有许多应用 日光灯就是用紫外线来激发荧光物质发光的 紫外线也可以使一些物质如岩石和特别的漆发出萤光 紫外线有杀菌消毒作用 紫外线能杀死微生物 医院里常用来消毒病房和手术室 紫外线灯 紫外线消毒柜 紫外线的生理作用 紫外线还能促进生理作用和治疗皮肤病 软骨病等 但过强的紫外线能伤害人的眼睛和皮肤 电焊的弧光中有强烈的紫外线 因此电焊工在工作时必须穿好工作服 并戴上防护面罩 许多物体都会发出紫外线 例如正在推进的火箭 焊接器材 包括太阳等的天文物体 适当的紫外线照射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有好处 经常在矿井下劳动的工人 适当地照射紫外线 能促进身体健康 紫外线的化学作用 紫外线具有化学作用 能使照片底片感光 用紫外线照相能区分出物质间的细微差别 例如能清晰地分辨出留在纸上的指纹 这是太阳在紫外线波段的照片 这一张紫外线照片显示太阳表面各地有许多喷发的日冕 防紫外线用品 防紫外线织物 防紫眼镜 防紫外线雨伞 太阳帽 防紫护肤品 强烈的紫外光照射 对人体 生物都有害 看得见紫外线的动物 科学家最近发现一种有紫外线视力的蝙蝠蝙蝠的眼球透镜缺乏紫外线过滤功能 而且光线透过眼球透镜还有折射问题 光线折射角度取决于光的波长 由于不同波长的光有不同的折射角度 眼球越小 光的折射偏差越小 紫外线才能有效地在视网膜上聚焦 因此 只有那些体形小 夜间活动的哺乳动物 比如眼睛只有2毫米的花蝙蝠 才看得见紫外线 蝙蝠主要利用回声定位来辨别方向 但所有蝙蝠都有能起作用的眼睛 而且对视力都有一些利用 以花蜜为食的花蝙蝠是色盲 但却能看到波长小到约310纳米的紫外线 这种新颖的视力起什么样的作用呢 一些花朵的花瓣能够强烈反射紫外线 所以尤其是在黄昏或者夜晚的时候 当光谱偏向较短的波长时 利用紫外线视力可能是寻找能够提供花蜜的花朵的一种有效方式 视频资料 紫外线的应用 包围着地球的臭氧层 紫外线与臭氧层 太阳光中的紫外线可分为三个部分 其中波长最长的部分称为紫外线a 波长较短的部分被称为紫外线b 波长最短的部分 整个太阳光谱中 被称为紫外线c 紫外线c可以杀死地球上一切生命 所幸这部分紫外线被高空臭氧层完完全全地吸收掉了 紫外线b可以严重损伤地球上的生命 但其中波长最短的有害部分基本上也被臭氧层所吸收了 紫外线a对人类是有益的 可以杀菌 帮助人体转化合成维生素d 防止拘偻病等 瞧 有害的被吸收掉了 有益的被保存了下来 大自然配合得多么巧妙啊 臭氧层能吸收太阳辐射出的99 的紫外线 就像地球的一道天然保护屏障 使地球上的万物免遭紫外线的伤害 因此 臭氧层也被誉为是地球的 保护伞 臭氧易与氮氧化物反应 从而使臭氧量减少 氮氧化物来源有超音速飞机排出的 氮肥广泛使用进入平流层的 还有广泛应用致冷剂的氟里昂 是臭氧最凶残的 杀手 这些 杀手 使臭氧层的臭氧正在不断地减小 过量持久的紫外线照射会引起农作物大幅度减产 损害人体健康 引起皮肤癌等等 南极上空臭氧空洞 粉色区域 的卫星图 人类正在严重地破坏臭氧层 当大气层上空的臭氧层变薄或出现空洞时 地球的陆地和海面接受的太阳紫外线照射强度会明显增加 这对生命有多种直接危害 主要有 1 使微生物死亡 2 使植物生长受阻 尤其是农作物如棉花 豆类 瓜类和一些蔬菜的生长受到伤害 3 使海洋中的浮游生物死亡 导致以这些浮游生物为食的海洋生物相继死亡 4 使海洋中的鱼苗死亡 鱼业减产 5 使动物和人眼睛失明 6 使人和动物免疫力减低 7 人的皮肤色斑增多 皮肤癌发病率增高 8 促进地球变暖 因为海洋中的浮游生物大量被紫外线杀死后 大气中大量的二氧化碳就不能被海洋吸收了 科学家认为 臭氧层每损耗1 人类的皮肤癌发病率将增加5 5 在接近南极臭氧空洞的澳大利亚和新西兰 皮肤癌发病率明显增加 在智利南部的牧场上 已出现因受到过量紫外线的照射而双目失明的羊 在我国的青藏高原 臭氧层变薄的现象十分明显 那里的白内障的发病率明显升高 近年来甚至出现了儿童患白内障的现象 人类尚未找到对已破坏了的臭氧层进行补救的措施 但全世界正努力限制和停止对消耗臭氧层物质的生产 另一方面 人类正努力开发无害的制冷剂 发泡剂等 任何关心保护臭氧层的普通人都可以通过选择对臭氧层无害的消费品 来参与保护臭氧层行动 请注意 以下消费品中可能含有消耗臭氧层物质 ods 选择时要关注成分说明 选择使用 臭氧层友好 ozone friendly 物质的产品 冰箱 雪柜 空调机 摩丝 空气清新剂 灭火剂 喷雾杀虫剂 清洗剂 漂白剂 红外线产生的机理 红外线又叫红外辐射 任何物体只要温度高于绝对温度零度 273 它们的分子就有热运动 伴随着这种分子的热运动物体就向外辐射波长不等的红外线 任何存在有温度的物体 除可以发出波长在380 770nm的可见光外 还可以发射不为人眼所见的波长为770 1350nm范围的红外线 因此 红外线的最大特点就是普遍存在于自然界中 也就是说 任何 热 物体虽然不发光但都能辐射红外线 因此红外线又称为热辐射线 简称为热辐射 紫外线指数 0一2最弱安全可以不采取防护措施 3一4弱正常外出戴防护帽或太阳镜5 6中等注意除戴防护帽和太阳镜外 涂擦防晒霜 防晒霜spf指数 15 7 9较强在上午十点至下午四点时段避免外出活动 外出时应尽可能在遮荫处 10很强有害尽量不外出 必须外出时 要采取一定的防护措施 红外线摄影的特点 很多人对于红外线摄影照片表现出来的色调和影像的质感感到惊异 其实这并不奇怪 因为红外线与可见光相比的一个特点是色彩更加丰富多样 由于可见光的最长波长是最短波长的1倍 380nm 770nm 所以也叫作一个倍频程 而红外线的最长波长则是最短波长的10倍 即具有10个倍频程 因此 如果可见光能表现自然界中的7种颜色 则红外线便能表现70种 因此具有极其丰富的色彩表现力 另外红外线还具有良好的穿透性 如穿透烟雾 水气等 因此在航空摄影 军事摄影和其他题材摄影中有着不可替代的地位 例如航空摄影可以利用红外线发现健康 不健康的树木 森林 地脉甚至矿藏 医学上可以用于人体组织的穿透 科研及工程摄影可以用于鉴别印色 穿透织物 普通红外线摄影可以利用发散性产生虚幻的图画效果等等 看不见的光线与电磁波 德国物理学家伦琴在1895年发现 当高速的电子流射到某些固体表面时 从固体表面会发出一种特殊的看不见的射线 这种射线叫做伦琴射线 也叫x射线 伦琴射线的显著特点是穿透本领强 能穿透黑纸 木材 人体等 由于伦琴射线对于不同物体的穿透程度不同 在工业上可用来检验金属制品内部有无气泡 裂痕等缺陷 在医疗诊断上可用来透视人体 检查体内病变和骨骼情况 伦琴射线也有很强的生理