高二物理校本教程光学电学教案

高二物理校本教程光学电学教案

高二物理校本教程光学电学教案 篇1

第二篇：生活中的物理（光学篇1－7）

一、教学目标：

1、知道生活中的光现象和原理；

2、知道光现象在实际生中的应用；

3、了解前沿科学光现象：激光、飞秒激光、超人视力。

二、教学重点：

天空颜色与大气污染的关系，阳光对生活的重要性，人是怎样看见物体的。

三、教学过程：

（一）自学与讨论

1、天空颜色与大气污染的关系？

2、飞秒激光的原理和应用前景？

3、科学家像超人一样穿透云层观察宇宙的“超人般的视力”

4、为什么门镜又叫警眼？

5、生活中哪些地方离不开阳光？

6、神奇的激光，有哪些神奇之处？

7、人是怎样看见物体的？

（二）点评总结

天空颜色与大气污染

为什么在洁净的空气中太阳呈现出黄色，同时天空呈现出蓝色呢?在地球表面的人是透过经空气散射的太阳光来看天空的。在洁净的、未受污染的大气中，大部分的散射是空气中的分子(主要是氧和氮分子)引起的，这些分子的大小比可见光的波长要小得多。瑞利理论指出，散射光强和波长的四次方成反比(ｉ∝１／λ４)，在这种情况下，散射主要影响波长较短的光。因为蓝色位于光谱的后面，所以天空本身呈现出蓝色。太阳光直接穿透空气，在散射过程中它失去许多蓝色，所以太阳本身呈现出灿烂的黄色。

根据瑞利的理论，当光波波长减少时，散射的程度急剧加强。所以光波波长最短的紫色光应该散射最强，靛青、蓝色和绿色的光散射要少得多。那么为什么我们看见的是蓝天，而不是紫色和靛色的天空呢?原来当散射光穿过空气时，吸收使它丧失了许多能量，波长很短的紫光和靛光虽然在穿过空气时，散射很强烈，但同时它们也被空气强烈地吸收，阳光到达地面时，所剩的紫色和靛色的散射并不多。我们所目睹的天空颜色是光谱中蓝色附近颜色的混合色，它们呈现出来的就是蔚蓝天空的颜色。

除了散射外，太阳光还被空气中的臭氧分子和水蒸气所吸收。因为空气层散射和吸收的共同作用，最终到达地面的太阳光消耗了许多能量。正因为早晨和傍晚，太阳光经过空气的路程长，能量损失过多，所以我们可以 欣赏壮丽日出和美丽的日落景色。而在白天，阳光在大气中经过的路程短，它的能量损失少，这时用肉眼直视太阳会使人头晕目眩，是很危险的。

飞秒激光

飞秒激光是人类目前在实验室条件下所能获得最短脉冲的技术手段。它在瞬间发出的巨大功率比全世界发电总功率还大。飞秒激光是一种以脉冲形式运转的激光，持续时间非常短，只有几个飞秒，一飞秒就是10的负15次方秒，也就是1／1000万亿秒，它比利用电子学方法所获得的最短脉冲要短几千倍，是人类目前在实验条件下所能获得的最短脉冲。这是飞秒激光的第一个特点。飞秒激光的第二个特点是具有非常高的瞬时功率，可达到百万亿瓦，比目前全世界发电总功率还要多出百倍。飞秒激光的第三个特点是，它能聚焦到比头发的直径还要小的空间区域，使电磁场的强度比原子核对其周围电子的作用力还要高数倍。

飞秒激光有什么用途呢？飞秒激光在物理学、生物学、化学控制反应、光通讯等领域中得到了广泛应用。特别值得提出的是，由于飞秒激光具有快速和高分辨率特性，它在病变早期诊断、医学成象和生物活体检测、外科医疗及超小型卫星的制造上都有其独特的优点和不可替代的作用。实现激光受控核聚变的快速点火。从而为人类实现新一代能源开辟一条崭新的途径。

像超人一样发出光

光能穿透那些更复杂的、原子排列不像未加工红宝石那样整齐和那样规则的物体吗？答案似乎是可以的，目前正在进行的实验主要是找到一种方法，通过干扰大气以便对天空进行观测，尽管物理学家预计还需一定的时间才能得到初步的结果。将来，科学家们会具有能够穿透云层观察宇宙的“超人般的视力”。

用激光武装的科学家：

激光是由“纪律很好的”光子组成的，它是科学家喜欢使用的“武器”之一，科学家用激光探测原子和物体的状态。穿透物体的“目光”在科幻电影中，对于著名的英雄“超人”（上图）来说，一堵墙在他的眼中完全是透明的。这就像对放射科医生来说，人体也是透明的一样。左上图是医生用x射线进行体内检查。目前有些科学家想利用一种特殊的激光效法超人（左图），使光束能够穿透一个不透明的固体又不使固体受损。从某种意义上说，这就是使固体变得“透明”。

生活离不开阳光

太阳既给人类送来了温暖，又给人类提供着粮食。只有在阳光照耀下，植物才能生长、开花、结果，所以，各种食物实际上就是太阳能的贮藏库。平时人们吃饭、吃菜、吃水果，就等于在吃太阳能。你看，阳光与人类的关系多么密切啊，离开阳光人类就无法生存。

太阳灶也是一种利用太阳能的装置，它是依靠透镜或反光镜的帮助，把阳光聚集在一起的。北方常见的冷床和温室，里面温暖如春，也是玻璃的功劳。

现在利用太阳能的建筑物，不断地涌现出来，既美观又实用。这样的太阳房，只要有良好的隔热材料，设计合理，就能收到冬暖夏凉的效果。

新近国外又研制成一种新型玻璃瓦片，它的主要原料是硅。这种瓦片本身就是太阳能储存装置，它不仅在阳光下能产生电流，即使在阴雨连绵的天气里，也能产生电流，可以供室内照明使用。

人是怎样看见物体的

古人很早就思考过这个问题，提出过一些猜测。有人认为是眼睛发出光线，这些光线碰上物体，人才看见那些物体。还有人认为眼睛发出触须那样的东西，通过触摸而看到物体。这些看法都是错误的，但它说明人的认识是不断进步的。

公元11世纪，阿拉伯科学家伊本？海塞本纠正了上述看法。他认为光线是从火焰或太阳发出，射到物体上，被物体反射后进入人眼，人因此而看到物体。

现在我们知道，人眼就好像一架照相机。当发光物体发出的光或不发光物体反射的光进入眼睛，通过眼睛的折光部分在眼的视网膜上形成物体倒立的像，然后通过神经系统传到大脑，产生视觉，人就看到了物体。

第二篇：生活中的物理（电学篇1－7）

一、教学目标：

1、知道生活中的与电学有关的知识；

2、知道在实际生活中的家用电器的原理和使用方法；

3、了解前沿科学电学知识：潮汐发电、频谱仪的工作原理。

4、了解安全用电和节约用电，电磁辐射

二、教学重点：

掌握家用电器的工作原理和正确使用方法

三、教学过程：

（一）自学与讨论

1、避雷针的工作原理是什么？

2、如何正确使用电冰箱

3、数字电视与模拟电视有什么区别？

4、潮汐发电的原理是什么？

5、频谱仪的工作原理是什么？

6、生活中的电磁辐射有哪些，如何防止？

7、电磁炉工作原理是什么，如何正确使用？

（二）点评总结

征服雷电的避雷针

富兰克林就发明了避雷针。其办法是：在建筑物的最高处立上一根2米至3米高的金属杆，用金属线使它和地面相连接，等到雷雨天气，雷电驯服地沿着金属线流向地下，建筑物就不会遭雷电了。原理是：金属杆在带电的云层中发生静电感应，感应电荷集中在尖端，使空气电离成为导体，把云层中电荷泄放到大地。

为什么电冰箱停机后不能立即开机

压缩式电冰箱是电机压缩式电冰箱的简称，它主要有以下三个构成部分：箱体、制冷系统与控制系统。而其中最关键的是制冷系统。现在就来看看制冷系统是如何工作的。它是利用物态变化过程中的吸热现象，使之气液循环，不断地吸热和放热，以达到制冷的目的。

电冰箱在运行过程中，其制冷系统压缩机的吸气侧移为低压侧，其压力略高于大气压力。压缩机的排压侧移为高压侧，压强高达117007帕左右，两侧的压强差很大(压力差也是很大)，停机后两侧系统仍然保持这个压力差，如果立即起动，压缩机活塞压力加大，电机的压动力矩不能克服这样的压力差，使电机不能起动，处于堵转状态，这就使得旋转磁场相对于转子的转速加快，磁通量的变化率加大了，从而导致电机绕组的电流剧增，温度升高，如果时间长，很有可能烧毁电机。因此要求停机后过4～5分钟再起动。

数字电视离百姓越来越近

随着数字化、信息化、网络化社会时代的发展，作为数字时代显示终端的数字电视的地位也日益重要起来。数字电视同传统的模拟电视相比，最根本的区别是，从节目制作、节目传送、节目接收的全过程，均采用数字技术。通过数字电视，人们不但能收看到画质清晰的电视节目，还可以通过网络机顶盒实现微机联网、视频电视、收发电子邮件、家庭购物、学习娱乐等许多功能。有鉴于此，数字电视市场已日益成为新的经济增长点。据一份国际数字电视预测资料显示，到今年年底其市场销售规模将达到1000亿美元，是继半导体芯片市场之后，世界上规模最大的新兴市场。为充分赢得市场份额，美日韩等多家公司纷纷推出自己开发的数字电视。与此同时，国内彩电企业也不甘落后，纷纷斥巨资研制数字电视。近期tcl集团推出的拥有自己独立知识产权的数字高清晰显示 电视dtv2000和dtv2912备受国人的关注。

利用海水的潮汐发电

由于引潮力的作用，使海水不断地涨潮、落潮。涨潮时，大量海水汹涌而来，具有很大的动能；同时，水位逐渐升高，动能转化为势能。落潮时，海水奔腾而去，水位陆续下降，势能又转化为动能。海水在运动中所具有的动能和势能统称为潮汐能。

频谱仪的工作原理

现在，市面上出现了许多种类的频谱治疗仪产品，大多数是采用远红外波谱作用于人体皮下深层组织，达活化组织细胞，增强细胞代谢能力从而达到防病治病的目的。

我们从共振的现象得到了有益的启示，我们可不可以利用现代电子仪器来模仿健康的组织细胞的固有频率，并使其作用在不正常的组织细胞上，通过外界的频率诱导，使其逐步向正常频率靠近？经过不断的实践探索和改进，利用频谱治疗疾病的曙光渐渐明亮起来了。到目前为止，人类已经可以利用频谱治疗很多疾病了。

频谱治疗的机理到目前为止还是处在不断探索中，我们有理由相信，频谱治疗必将在人类战胜疾病方面占有一定的地位。

新的污染-电磁辐射

在电气化高度发展的今天，在地球上，各式各样的电磁波充满人类生活的间。无线电广播、电视、无线电通讯、卫星通讯；无线电导航；雷达；微波中继站；电子计算机；高频淬火、焊接、熔炬；塑料热合、微波加热与干燥；短波与微波治疗；高压、超高压输电网、变电站等的广泛应用，对于促进社会时步与人类物质文化生活带来了极大的便利，做出屯巨大贡献!但是随之而来的电磁污染日趋严重，不仅危害人体健康，产生多方面的严重负面效应，而且阻碍与影响了正当发射功能设施的应用与发展

电磁炉工作原理及使用

一、什么是电磁炉

电磁炉（又名电磁灶）--是现代厨房革命的产物，是无需明火或传导式加热的无火煮食厨具，完全区别于传统所有的有火或无火传导加热厨具（炉具）。

二、电磁炉工作原理

电磁炉作为厨具市场的一种新型灶具。它打破了传统的明火烹调方式采用磁场感应电流（又称为涡流）的加热原理，电磁炉是通过电子线路板组成部分产生交变磁场、当用含铁质锅具底部放置炉面时，锅具即切割交变磁力线而在锅具底部金属部分产生交变的电流（即涡流），涡流使锅具铁分子高速无规则运动，分子互相碰撞、摩擦而产生热能（故：电磁炉煮食的热源来自于锅具底部而不是电磁炉本身发热传导给锅具，所以热效率要比所有炊具的效率均高出近1倍）使器具本身自行高速发热，用来加热和烹饪食物，从而达到煮食的目的。具有升温快、热效率高、无明火、无烟尘、无有害气体、对周围环境不产生热辐射、体积小巧、安全性好和外观美观等优点，能完成家庭的绝大多数烹饪任务。因此，在电磁炉较普及的一些国家里，人们誉之为“烹饪之神”和“绿色炉具”。

电磁炉不适用的锅

铜、铝、陶、玻璃材料的锅和容器，因为它们的分子都不是磁性分子，不能在磁场的作用下产生碰撞。磁性分子包括铁、钴、镍及其所属氧化物。