奇妙的光现象

奇妙的光现象 第1课 奇妙的光现象 第1教时 辉光球 教学目标: 1、了解辉光球的基本原理。 2、学习在我们周围还有哪些辉光现象。 3、培养学生科学的认识辉光现象，使学生从小养成探索科学奥秘的意识。 教学重、难点: 辉光球的基本原理，生活中的辉光现象及科学应用。 教学准备: 收集辉光现象的图片，制作幻灯片，探索园实地观察。 教学过程: 导入: 播放幻灯片，观察辉光球的图片: 师:同学们～你们知道吗,刚才我们看到的发光的球体是什么呢,把我们的手放在上面会有什么现象发生呢, 生:彩色的光线条在随手舞动。 师:那么，这是什么现象呢，今天让我们一起来揭开这个秘密吧～ 1 新授: (带学生到探索园) 在我们学校的科学探索园，穿过岩石地貌，来到大厅中央，我们会发现一个奇异的发光的球体。 师:同学们，请看一下，这是什么, 生:噢～一个发光的球 当我们好奇而又欢喜的用手触摸它时，噢～奇迹发生了，我们会看到明亮的线条随手起舞，这是什么现象呢, 这个发光的球就叫辉光球。 1、什么叫辉光球, 辉光球又称为电离子魔幻球。它的外观为直径约15cm的高强度玻璃球壳，球内充有稀薄的惰性气体(如氩气等)，玻璃球中央有一个黑色球状电极。球的底部有一块震荡电路板，通过电源变换器，将12V低压直流电转变为高压高频电压加在电极上。通电后，震荡电路产生高频电压电场，由于球内稀薄气体受到高频电场的电离作用而光芒四射，产生神秘色彩。由于电极上电压很高，故所发生的光是一些辐射状的辉光，绚丽多彩，光芒四射，在黑暗中非常好看。 2、辉光现象是怎么产生的, 辉光球工作时，在球中央的电极周围形成一个类似于点电荷的场。当用手(人与大地相连)触及球时，球周围的电场、电势分布不 2 再均匀对称，故辉光在手指的周围处变得更为明亮，产生的弧线顺着手的触摸移动而游动扭曲，随手指移动起舞。 师:这里我们所说的电压同学们听过吗, 生:照明用的电线里就有电压。 师:是的，生活中处处都有电的应用，电压、电场、电势等概念我们将在初中的时候就会学习。 3、在我们的周围还有哪些辉光现象呢, 在日常生活中，低压气体中显示辉光的放电现象，也有广泛的应用。例如，在低压气体放电管中，在两极间加上足够高的电压时，或在其周围加上高频电场，就使管内的稀薄气体呈现出辉光放电现象。 如:荧光灯、霓虹灯的发光都属于这种辉光放电，还有一种是氙灯，氙灯是一种高辉度的光源。它的颜色成分与日光相近故可以做天然色光源、红外线、紫外线光源、闪光灯和点光源等，应用范围很广。 在自然界中这种现象也是存在的，北极光就是一种辉光，它是位于海平面以上800-1000公里的高空的气体，由于受到外界空间高速粒子的轰击，而发出的冷辉光所形成的极光束。 在各种各样的辉光中，最神奇的还要算人体辉光了。医学家们对此研究表明，人体在疾病发生前，体表的辉光会发生变化，出现一种干扰的“日冕”现象;癌症患者体内会产生一种云状辉光;当人喝酒时辉光开始有清晰、发亮的光斑，酒醉后便转为苍白色，最后光圈内 3 收;吸烟的人其辉光则有不谐和的现象;还有，爱情辉光、意识体能辉光等。 科学家预测:人体辉光还可以应用于其他方面，如运动员比赛前可进行“辉光体能预测”，教练们可以及时了解运动员的身体状况。 有的科学家把人体辉光用到犯罪学中去，因为人体辉光会随着大脑思维方式、行为意向的变化而产生不同的晕圈。 人体辉光产生的原因，科学家们至今各抒己见。 科学的奥秘无穷无尽，这些都有待我们去探索，我们只有从 小学 小学生如何制作手抄报课件柳垭小学关于三违自查自纠报告小学英语获奖优质说课课件小学足球课教案全集小学语文新课程标准测试题 好科学知识，长大才能去解决这些问题。 练一练: 1、通过触摸辉光球，观察有什么现象, 2、谈一谈，生活中还有哪些辉光现象,畅想一下人们利用辉光现象还可以做哪些事情。 4 第2教时 罕见的北极光 教学目标: 1、了解极光现象及发生的区域。 2、极光产生的原因，极光发出的颜色。 3、培养学生探索自然的兴趣和意识。 教学重、难点: 极光现象及发生的区域，极光产生的原因与发出的不同颜色。 教学准备: 多媒体网络教室，图片收集，幻灯片制作。 教学过程: 导入: 同学们，辉光球漂亮吗, 前面我们说过，自然界中还有很多辉光现象，北极光也是一种辉 光现象，那么你想知道北极光是什么样子吗, 下面我们再看一组图: (播放幻灯片) 新授: 师:上面这一组图就是在极地上空出现的极光。 5 (在幻灯片的音乐背景中，师带有感情色彩的讲述) 极光是在南北极经常可以见到的自然奇景。那五彩缤纷，绚丽壮观的极光，常常出现在极区的夜空中。 当太阳落到地平线以下，或者在见不到阳光的极夜，天空中展现出美丽的光彩，有的象带子，有的似垂幕，有的呈直线形，有的却弯弯曲曲，它们的色彩中有红色、白色、和绿色，而且在夜空中不停地变幻着，转换着。 生:(好奇的听着、看着、欣赏着) 师:如果您在夜空下，当您看到一片彩色的光幕在天空中漫舞，或是一条光带缓缓地划过天空，您会怎么想呢,(引导学生闭目想像那种奇妙的感觉) 1、极光的产生 极光是空中稀薄气体受到带电粒子碰撞而放出的光芒。 太阳是一个庞大的极热的气球体，它时时刻刻以极高的速度向周围空间射出强大的带电微粒流，有质子、电子。当这些带电微粒射入地球外围稀薄的大气层时，便同大气中氮粒子、氧粒子发生猛烈碰撞，使得这些气体分子炽热而发出光芒，这就是极光。 南北极是地球磁极所在地区，强烈的磁场影响了太阳发射出的带电微粒。所以极光大多在南北极附近上空出现。发生在南极的叫南极光，发生在北极的叫北极光。 6 生:除了极区，在其他地区也会产生极光现象吗, 除了极区以外，在其他地区也能见到极光。例如，1957年在我国东北边境就曾出现过极光。 由于极光太阳发射带电粒子所引起。所以当太阳上黑子活动频繁时，极光出现的机会也多，而且特别明亮。而除了地球之外，天文学家们观察到其它行星也有极光的现象。 生:极光只有在晚上才能产生吗, 极光，并不是晚睡的人才能享受的美景，只是白天太阳的光线太强烈，往往会让人察觉不到极光的出现，就像星星永远都在，只是白天肉眼无法看得到一样。 2、极光的颜色 这是由于带电微粒射入大气层，碰撞气体分子时，碰到不同的气体分子上，因此放射出的光芒的色彩也不同。由于高层大气中，氧原子含量较高，因此我们看到的极光多为绿白色，也就是氧原子被电离之后发出的光颜色，而偶尔看到像闪电那样的紫红色，则是氮原子电离后发光的颜色。同时，极光的色彩还决定于这些微小粒子相互碰撞时空间的高度，以及进入极地上空的各种带电微粒波长。例如在上千公里以上的高空，出现明亮蓝色的极光;在几十至几百公里高空出现的是红色、蓝色光芒;而在几十公里以下低空，极光呈瀑布状、弧状，也有象帐幕状。 7 练一练: 1、网上查找一下关于极光的现象，产生的原因、地区、时间等。 2、小组根据所收集的资料进行探究活动。 8 第3教时 雨后的彩虹 教学目标: 1、了解彩虹现象及产生的条件。 2、彩虹产生的原因，彩虹的颜色。 3、利用自然现象，通过学生的好奇特点，培养学生乐学情绪和探索自然的精神，培养科学的学习意识。 教学重、难点: 彩虹产生的原因及条件，彩虹的颜色组成。 教学准备: 多媒体教学设备，幻灯片制作。 教学过程: 导入: 同学们，光的现象无处不在，极光是夜晚的美景，那么看一下白 昼下又有哪些奇观呢, (播放幻灯片) 新授: (小实验) 老师拿一个三棱镜，经太阳光照射，会在棱镜对面的墙上反射出 9 一条由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色组成的光带。 师:这是怎么回事呢,秘密是这样的，当太阳光通过三棱镜时，会发生色散现象，把原来的白色光分解成了红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色的光( 请同学们仔细观察，这条光带像什么, 生:彩虹。 1、彩虹产生的原因 在下雨之前或大雨之后，天 空中悬浮着许多微小的水珠，这 些水珠起着三棱镜的作用，当太 阳光照到小水珠上，如图所示， 进入小水珠时发生一次折射，在 小水珠内部一部分光被反射，然 后从小水珠射出时又发生一次折射，这两次折射一次反射，使频率不同的色光沿不同的方向前进，于是就发生了色散现象(由于太阳光是平行光，只有沿某一方向射出的光最强，这就是我们看到虹的方向(这个方向与入射的太阳光的方向之间的夹角，对于红光约等于42?，紫光约等于40?，其他色光则介于40?,42?之间，如图所示(由于天空中的水珠很多，只有符合上述角度的方向才能看到虹，因此站在地面上看到的虹是半圆形，在虹中内侧为紫色，外侧为红色。 2、彩虹产生的条件 10 光要借助小水滴，进行入射、反射、折射，光还要分不同的波长，才能形成彩虹。 夏天常常下雷雨或阵雨，这些雨的范围不大，往往是这边天空在下雨，那边天空仍闪耀着强烈的阳光(雨过以后，天空中还悬着许多小水滴(而冬天，天气一般较冷，空气干燥，下雨机会少，阵雨就更少，多数是降雪，而降雪是不会形成虹的，所以冬天很少出现彩虹。 3、彩虹的颜色 就像我们刚才做的实验一样，彩虹就是这样形成的，所以它的颜色就是红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种颜色。 练一练: 1、用三棱镜做实验，摸拟彩虹的出现。 2、小组讨论彩虹的形成，颜色的组成。 11 第4教时 奇妙的海市蜃楼 教学目标: 1、了解海市蜃楼的现象及发生的区域。 2、了解产生的原因。 3、通过学习明白海市蜃楼是一种光的现象，是一种幻景。从而培养科学的世界观，摒弃迷信，从小养成爱科学、学科学的好习惯。 教学重、难点: 海市蜃楼的产生原因，发生的区域。 教学准备: 多媒体教学设备，图片，幻灯片。 教学过程: 导入: 夏天，在平静无风的海面上，向远方望去，有时能看到山峰、船舶、楼台、亭阁、 集市、庙宇等出现在远方的空中。 这是什么现象呢,古人不明白这种现象的原因，所以就认为是海中蛟龙(即蜃)吐出的气结成的，因而叫做“海市蜃楼”。 那么我们来看一看，这种壮观的奇景吧～ (播放幻灯片) 12 新授: 通过图片的观察，我们发现“海市蜃楼”确实是一种奇妙的景观，它的怎样形成又常在哪里出现呢, 1、海市蜃楼产生的原因 海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的(夏天，海面上的下层空气，温度比上层低，密度比上层大，折射率也比上层大(我们可以把海面上的空气看作是由折射率不同的许多水平气层组成的(远处的山峰、船舶、楼房、人等发出的光线射向空中时，由于不断被折射，越来越偏离法线方向，进入上层空气的光线入射角不断增大，以致发生全反射，光线反射回地面，人们逆着光线看去，就会看到远方的景物悬在空中。 2、发生的条件及区域 蜃景与地理位置、地球物理条件以及那些地方在特定时间的气象特点有密切联系。气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。常发生在平静无风的海面、湖面或沙漠上，在炎热夏天的柏油马路上，有时也能看到上述现象。 3、科学的认识海市蜃楼 蜃景有两个特点:一是在同一地点重复出现，比如美国的阿拉斯加上空经常会出现蜃景;二是出现的时间一定，比如我国蓬莱的蜃景大多出现在每年的5、6月份，俄罗斯齐姆连斯克附近蜃景往往是在 13 春天出现，而美国阿拉斯加的蜃景一般是在6月20日以后的20天内出现。 自古以来，蜃景就为世人所关注。在西方神话中，蜃景被描绘成魔鬼的化身，是死亡和不幸的凶兆。我国古代则把蜃景看成是仙境，秦始皇、汉武帝曾率人前往蓬莱寻访仙境，还屡次派人去蓬莱寻求灵丹妙药。现代科学已经对大多数蜃景作出了正确解释，认为蜃景是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像，所谓蜃景就是光学幻景。 练一练: 1、网上搜索有关海市蜃楼的图片、文字资料。 2、分组讨论海市蜃楼的形成原因、条件，产生的区域。 14 15