3.1太阳辐射能 教案

3．1
太阳辐射能
教案
一、教学目标
1、知道太阳以辐射形式不断释放能量，阳光给地球带来的光和热是太阳辐射能的主要形式，阳光是地球上所有生物的主要能量来源。
2、知道影响单位面积太阳辐射量的因素。
2、知道照射到地球表面的太阳辐射几乎是平行的。
3、知道黑色表面的物体比白色表面的物体能吸收更多的太阳辐射。
二、教学重点
重点：太阳辐射能及形式；物体颜色与吸热的关系。
难点：学生开放性实验“探究表面颜色不同的物体与吸热的关系”的实施。
三、教学准备
1、手电筒、方格子纸张
2、小太阳取暖器、锥形瓶(2)、带有橡皮塞的温度计（2）
3、光照箱、温度计（2×15）、黑色白色塑料薄膜、橡皮筋
四、教学过程
引入：
呈现春天图片。春天已悄悄来临，万物复苏了，整个自然界都呈现出一幅生机盎然的景象，你知道这一切都要归功于谁吗？
新课：
一、太阳辐射能
【问题】
1你已经知道哪些关于太阳的知识？
（如果没有太阳，地球上会出现什么景象呢？那太阳为地球提供了什么呢？）
2我们并没有和太阳接触，为什么会感觉到光和热呢？（太阳提供的能量是以什么形式到达地球的呢？）
【结论】
1、太阳以辐射的形式不断地向周围空间释放能量，这种能量叫做辐射能。
2、光和热是太阳辐射能主要形式。
【提问】太阳辐射的能量是不是全部都传递到地球了？
<算一算>：太阳每秒钟发出的太阳能为3.86×1026焦耳
而到达地球的却只占太阳能的22亿分之一，问每秒到达地球的太阳能为多少焦耳？
3.86×1026焦耳÷(22×108)
=1.75×1017焦耳
相当于一年中全球总发电量的86000倍多，相当于世界上最大的发电站三峡水电站年发电量的180000倍多。
这些能量仅仅是太阳辐射的极小一部分能量，但已足以提供地球上万物生长的需要了。
二、影响单位面积照到太阳辐射的因素
【提问】宇宙中有很多像太阳一样的能发光发热的恒星，但我们为什么不能感受到它们提供的光和热呢？你能举个大家熟悉的例子来证明你的观点吗？
（过度：接下来我们先来研究距离与单位面积照到光辐射的关系。）
（一）距离与单位面积照到光辐射的关系（解释单位面积）
1、用手电筒作为光源，你会如何操作，在操作过程中需要注意什么问题？
由近到远移动手电筒过程中，光线始终垂直照射。
2、一位学生演示，其他学生观察现象，记录在学案上。
3、你看到了什么现象，可以得出什么结论。
（距离越大，可照射面积越大，光亮程度越。说明暗单位面积的光辐射是随距离增大而迅速减小的。）
<想一想>
在刚才的实验中，特别强调光线始终都要垂直照射，这是为什么呢？
（二）光线倾斜角度与单位面积照到光辐射的关系
1、猜想：与光线倾斜角度有关
2、演示实验，实验中要注意什么？（距离不变）
3、交流现象与结论（光线倾斜角度越大，可照射面积越大，光亮程度越。说明暗单位面积的光辐射是随光线倾斜角度增大而减小的）
（三）小结：
1单位面积照到的光辐射量和两个因素有关：距离、倾向角度
<想一想>：那热辐射是不是也这样的呢？
2单位面积照到的太阳辐射量和两个因素有关：距离、倾向角度。
<解释自然现象>
五带形成和冬夏气温差异的原因
三、【研究】照射到地球的太阳光可以被认为是平行的吗？
Case1<呈现数据模型、观察动画>：
讲述：用红色的大球代表太阳，绿色的小球代表地球。当地球离太阳的距离慢慢增大的时候，会发现这两条线渐渐行了。所以当这个很大的时候，我们就可以把照射到地球的太阳光认为几乎是平行的。
【结论】照射到地球的太阳光几乎是平行的。
地球表面垂直于阳光的单位面积上，在单位时间内得到的太阳辐射能几乎是相等的。
四、物体颜色与吸热能力的关系
<呈现图片>现在有两位明星遇到了困惑。
很多同学认为物体的吸热本领与物体表面的颜色有关。是不是这样呢？我们来进行科学探究。
试验设计：
提问：有没有同学已经有思路了？先说明需要哪些器材？再说明设计思路或操作步骤？
Case1
器材：两个锥形瓶、两个带有温度计插孔的橡皮瓶塞
步骤：1.取用两个相同的锥形瓶；2.插入带橡皮塞的相同型号的温度计；3.其中一个瓶外壁用烟熏黑；4.放入阳光下晒一会。观察两个温度计的读数是否相同？哪个瓶中水温升高的多？对此你得出什么结论？
<想一想>在两个试验中组中要注意控制哪些量相同？
（容器的形状大小、水量的多少、水的初温、接受热辐射的时间）
Case2进行鼓励，把学生的方案写在黑板上。以老师也有一种方案，引出书上实验。
【提问】那还有其他更简单方法吗？请在在现实生活中找找材料。
器材：温度计；白纸和黑纸；白塑料袋和黑塑料袋；铝箔；不锈钢水壶；黑色颜料…
步骤：先在教室内读出温度计示数，用塑料袋包扎好温度计玻璃泡后，到室外光照5分钟后读数，观察两个温度计的读数是否相同。
实验验证：
老师用书上方案验证。学生用其讨论的方法进行实验，放入光照箱。
实验数据、现象、结论：
现象：
结论：物体的吸热本领与物体表面颜色有关，白色物体不易吸收热辐射，黑色物体容易吸收太阳热辐射（黑色物体比白色物体吸热能力强）
阅读课本P80<小资料>新世纪首次日全食光临非洲
思考
1、日全食时发生了什么景象？发生日全食时为什么会有书中描述的这番景象？
2、发生日全食的原理是什么？月球比地球还小，它为什么会遮住巨大的太阳？是否和光的传播有关系？