7年级上册商务星球版地理 第一章 活动课 太阳光直射、斜射对地面获得热量的影响 逐字稿-3,863字

  师:同学们,今天由我带领大家学习初中地理商务版七年级上册第一章活动课“太阳光直射斜射对地面获得热量的影响”。首先,我们回忆一篇课文《两小儿辩日》,其中有句话“一儿曰:日出苍苍凉凉,及其日中如探汤”。大家记得这句话是什么意思吗?它是说一个孩子讲太阳刚升起时清凉略带寒意,到了中午就好像把手伸到热水里一样。为什么会有这样的感受呢?我们能否用地理知识来解释?接下来通过今天的学习寻找答案。

  我们先来做个小体验,需要准备一个放大镜。在阳光明媚的日子到户外,先把手伸出来,在太阳光下待一会儿,感受手背温度,过一段时间后,拿出放大镜放在手上,用放大镜聚焦太阳光到手背上,同样待一段时间,再感受手背热量,边观察、边实验、边记录感受。在太阳光下,相当于太阳光线比较分散;在放大镜下,相当于太阳光线比较集中。同学们回去也可以自己尝试,但要注意,太阳光强烈时,倍数较大的放大镜甚至能点燃纸张,所以务必注意安全。

  通过观察会发现,普通太阳光照下亮度低、温度低,手能感受到的热量也少;放大镜下亮度高、温度高,手能感受到的热量多。由此可知,太阳光线集中与分散程度不同,我们获得的热量也不同。可以得出结论:太阳光线集中时,温度较高,获得的热量较多;太阳光线分散时,温度较低,获得的热量较少。我们通过放大镜感知了太阳光线的集中与分散,那究竟是什么决定了太阳光在地表的集中与分散呢?下面进行第一个观察实验——太阳光照射角度大小与地面获得热量多少的关系。

  大家看这幅示意图,手电筒光线模拟太阳光照射情况。图中有一支手电筒保持相同高度,一个以90度垂直照射平面,另一个以45度倾斜照射平面,分别模拟太阳光的直射和斜射。什么是阳光直射和斜射呢?通过左边这幅示意图了解一下,当太阳光线垂直照射到地面时,称为阳光直射;当太阳光倾斜照射到地面时,称为阳光斜射,地球上被阳光直射的地点叫太阳直射点。图中90度照射模拟阳光直射,45度倾斜照射模拟阳光斜射。请同学们观察同一束光线散布在不同面积上,其亮度有何不同?观察后填写下面的观察记录表。

  同学们,我们一起来看实验结果,光线垂直照射时,散布面积较小;光线斜射时,散布面积较大。同时,光线直射时亮度较大,光线斜射时亮度较小。由此可见,倾斜角度不同,散布面积和亮度也不同。那实际太阳光照与我们获得热量多少有什么关联呢?观察这幅图,需说明的是,因为太阳离我们非常遥远,太阳光线可当作平行光线。图中甲乙丙三地代表三种不同太阳光照射情况,请同学们观察哪一束光线散布面积最小,地面单位面积获得的太阳光热最多?哪一束光线散布面积最大,地面单位面积获得的太阳光热最少?观察后填写观察记录表格。

  同学们,来看观察结果。从图中可见,甲、乙、丙三幅图太阳光线与地面形成不同夹角。甲处太阳光线与地面夹角90度,即阳光直射;乙和丙是太阳斜射,乙太阳光线与地面夹角60度,丙太阳光线与地面夹角30度。所以,甲地太阳光照角度最大,乙地中等,丙地最小。再看散布面积,甲处最小,乙处中等,丙处最大。最后看单位面积地面获得的热量,同样的太阳光线在甲处光照面积小,热量更集中,所以甲处单位面积地面获得热量最大,乙地中等,丙地最小。由此可知,阳光照射角度越大,地面单位面积获得热量越多。所以,阳光直射时,地面单位面积获得热量更多;阳光斜射时,单位面积地面获得热量越少,且斜射夹角越小,获得热量越少。

  找到这个关系后,在平时生产生活中怎么利用它呢?我们知道石油、煤等化石燃料不可再生,燃烧后废弃物多,而太阳能清洁环保。假设在甲乙丙这三束太阳光线之下铺设太阳能电池板,该怎么安装,保持什么角度呢?同学们思考一下。

  比如第一种情况,阳光直射时,可将太阳能电池板与地面尽可能保持水平,使太阳能电池板与太阳光线呈90度夹角。乙和丙这种情况,需将太阳能电池板适当倾斜一定角度,为保持光照达到90度夹角,在甲种情况设置太阳能电池板时应尽量使其与地面平行;在乙和丙的太阳光线之下,需使太阳能电池板和地面保持一定夹角。乙这种情况,如果太阳能电池板和地面倾斜30度夹角,就能使它与太阳光线保持垂直;类似地,丙这种情况可使它与地面铺设成60度夹角,这样能使太阳能吸收效率最高。

  同理,生活中使用的太阳能热水器安装时也可考虑当地太阳光照射角度,使吸收的太阳热量最大。紧接着思考,太阳能热水器一天当中排除天气变化等因素,什么时候能获得最多热量呢?下面进行第二个观察实验——一天中太阳高度大小与地面获得热量多少的关系。

  就某一地方而言,一天中太阳高度时刻在变化。观察该地清晨、正午和傍晚三个时段,哪两个时段太阳高度最小,哪个时段最大?先解释一下,太阳高度又叫太阳高度角,是指地球上某个地点,太阳光入射方向和地面的夹角。如图,左边太阳光线入射角度与地面垂直,太阳直射时夹角90度,这个地方太阳高度角就是90度;同理,太阳斜射时与地面形成的夹角就是该地太阳高度角。每个地方的太阳高度角可用一定仪器测量,比如太阳高度测量仪,后面学习会进一步解释。下面请同学们观察图中清晨、正午和傍晚太阳高度角大小情况,将观察结果填入表格。

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