师:同学们,今天我们一起来学习人教版九年级物理第 22 章电磁波家族紫外线与红外线答疑。首先进行紫外线的知识回顾。图一是可见光与紫外线频谱,图 2 是部分波段的紫外线的特点及应用,图 3 是阳光中的紫外线穿透大气层的示意图。下面看问题一。
第一个小问题,紫外线按照波长的长短分类,主要分为几类?分别是哪些?能够起到杀菌消毒作用的又是哪一个波段的紫外线?如果想阻挡这种紫外线,可以选择什么材料?
对照信息点,从图一可见,可见光外的紫外线部分分为四个波段,分别是 UVA、UVB、UVC、UVD。所以第一个空填四类,第二个空填 UVA、UVB、UVC、UVD。能起到杀菌消毒作用的,从图表 2 可知是 UVC 波段的紫外线,所以此空填 UVC 波段。想阻挡这种紫外线,观察表格中紫外线的穿透能力,发现紫外线穿透玻璃和塑料时受阻,所以可以选择玻璃和塑料来阻挡。
小问二,太阳光中主要包含哪些波段的紫外线?其中能够穿透大气层到达地球表面的又是哪些波段?解决这道题,关键信息在图 3。从图中可知,阳光中包含 UVA、UVB、UVC 三个波段的紫外线,但只有 UVA 与 UVB 波段的紫外线能穿透大气层,UVC 波段的紫外线被大气层阻挡了。所以这两个空分别填 UVA 与 UVB 波段的紫外线。
问题二,紫外线指数是指到达地球表面的太阳光中的紫外线辐射对人体皮肤的可能损伤程度。紫外线指数的变化范围用 0 - 15 的数字表示,通常夜间紫外线指数为 0,热带高原地带晴天时紫外线指数为 15。紫外线指数越高,表明紫外线辐射对人体皮肤的损害程度越剧烈。
紫外线指数预报在日常生活中十分有用,按照预报发布的紫外线指数,可主动采取措施预防紫外线。题目提供了有关紫外线等级划分、对人体影响及对应防护措施的表格。来看问题。
一,紫外线指数为 4 的时候的紫外线强度与指数为 8 的时候相比,该选填大于、等于还是小于?解决这道题有两种方法。第一种,从文字材料中找答案,第一段文字提到“紫外线指数越高,表明紫外线辐射对人体皮肤的损害程度越剧烈”,8 大于 4,所以紫外线指数为 4 的时候的紫外线强度小于指数为 8 的时候。
第二种,通过表格分析推理。从表格可知,指数为 3 - 4 时对人体影响属正常程度,外出戴防护帽或太阳眼镜即可;指数到达 7 - 9 时,对人体影响达到较强程度,建议上午 10 点到 4 点避免外出活动,外出要在遮阴处。由此推断,8 的强度比 4 的强度损害程度要强。所以此空填小于。
第二小问,查看防晒霜的说明,了解防晒霜有关的防晒功能。老师查阅了某品牌防晒说明,发现有两个重要指数:防晒指数 SPF50 和 PA 值 PA + 。这两个指数分别代表什么含义呢?
SPF 指数是测量防晒品对阳光中紫外线 UVB 的防御能力的检测指数,表明防晒用品所能发挥的防晒效能的高低。例如,亚洲人的皮肤正常情况下在阳光下 15 分钟会晒黑晒伤,用 SPF15 的防紫外线用品,防晒时间为 15 分钟乘以 15,即 225 分钟。
而 PA 值是指防晒用品对阳光中紫外线 UVA 的防御强度,以加号表明产品防御 UVA 的能力,加号越多代表防御效果越好,越不容易晒伤老化。PA + 代表有效,PA ++ 相当有效,PA +++ 代表非常有效。所以这款防晒指数 SPF50 的防晒霜,防晒时间为 15 分钟乘以 50,即 750 分钟;PA + 表明这款产品对 UVA 紫外线的防御能力相当有效。
下面进入红外线测温的应用答疑问题。测温枪中有个 DBS 12 : 1 的系数,它代表什么意思?请自行查找资料,看看每个测温枪的系数是否都一样,这与测量的准确度有关吗?
先来了解红外线测温的原理。老师找的这款测温枪,它的 DBS 指数为 8 : 1,d 比 s 之比是指测温仪探头到目标之间的距离 d 与被测目标直径之比。d 比 s 为 8 : 1 表明,测温探头到目标之间的距离为 8 厘米时,此时测量的被测目标区域为 1 厘米直径。这个系数与测量的准确度有关。当测温仪的探头与目标之间的距离 d 一定时,这个系数越大,测量目标的测量结果越准确。
来看具体的测温仪使用场景分析。这里有一堵墙面,中间有一条热水管,墙体温度约 75 华氏度,热水管温度 225 华氏度。当测温枪在左手边距离时,测温区域覆盖了热水管和墙体,测出来的温度显示为 125.3 华氏度,既不是墙体温度,也不是热水管温度,表明此时测量不准确。假如把测温枪与测量物体之间的距离 d 缩短,使测温区域刚好全覆盖在热水管上,测出来的温度 225 华氏度,就与题目提供的信息相同,表明此时测量准确。所以 d 与 s 的比值代表了测温仪在不同距离下测量的准确度情况。
