泸科版物理九年级上册 第十五章 跨学科实践 探究雷电的奥秘 课件

跨学科实践 探究雷电的奥秘“雷电驾雨龙尽起，电行半空如狂矢。”雷电是自然界常见的静电现象，雷电是怎样产生的？雷电对生产生活会产生什么影响？下面，我们通过实践活动进行探究。本活动涉及静电、臭氧、生活生产安全等相关内容。任务一了解雷电产生的原因准备阶段对流运动与积雨云的形成强烈的对流活动（如太阳辐射加热地面引发的上升气流）促使水汽快速凝结，形成高耸的积雨云（高度可达 20 公里）。这类云内部存在剧烈的上升与下沉气流，为电荷分离提供了动力条件。任务一了解雷电产生的原因准备阶段云内正、负电荷分离较轻、向上运动的冰晶在运动过程中会与较重、温度较低的霰（xiàn）粒或过冷水发生碰撞和摩擦，在碰撞与摩擦中，冰晶通常携带正电荷，被上升气流带至云层上部；霰或冰雹通常携带负电，沉积在云层下部。此时，积雨云上部累积了大量正电荷，下部累积了大量负电荷，通常在地面感应出的则是正电荷。任务一了解雷电产生的原因触发条件云内与地面电荷累积积雨云中的负电荷与靠近地面的正电荷逐渐增多，积雨云和地面间形成巨大的电荷差。当电荷积累到一定程度时，云内电压可达几百万到几千万伏，而云地之间的电场强度若超过空气击穿阈值（约 300 万伏特 / 米），就会触发放电。任务一了解雷电产生的原因放电过程正、负电荷通道内放电当电场强度突破空气击穿阈值时，空气分子被电离形成导电通道（等离子体）。闪电的先导放电以阶梯状向地面延伸，随后地面正电荷通过通道快速回击云层，形成明亮的闪电。这一过程释放的能量使通道温度骤升至 3 万℃，引发空气剧烈膨胀，产生雷鸣。任务一了解雷电产生的原因雷电的类型云内闪电：云内闪电是发生在雷暴云内部相邻正、负电荷区边界的放电现象。任务一了解雷电产生的原因雷电的类型云闪：云闪是由于同一云层中不同部位电荷不均，在云层间发生的放电现象。任务一了解雷电产生的原因雷电的类型云地闪电：云地闪电是积雨云与大地之间发生的放电现象，属于自然雷电现象中的地闪类型，约占全球闪电总量的20%-30%。任务一了解雷电产生的原因任务一我国历史上关于雷电的记载商王武乙时期的甲骨卜辞记载商王武乙是被雷击而死，司马迁所著的《史记·殷本纪》中记载：“武乙无道，为偶人，谓之天神。与之博，令人为行。天神不胜，乃僇(lù)辱之。为革囊，盛血，卬(同“仰”)而射之，命曰‘射天’。武乙猎於河渭之间，暴雷，武乙震死。”该事件的发生事件为公元前1147年。任务一我国历史上关于雷电的记载《礼记·月令》中记载了雷声随季节变化的规律，“仲春之月，雷乃发声；仲秋之月，雷始收声。” 这体现了古代先民对自然现象的观察和总结。在《淮南子·坠形训》中，有“阴阳相搏为雷，激扬为电”的记载，表示阴阳两气彼此相碰产生雷，相互急剧作用产生电。任务一我国历史上关于雷电的记载东汉学者王充在其著作《论衡·雷虚篇》中坚决驳斥了当时流行的“雷电是天神发怒、惩罚罪人”的迷信说法，并为雷电是“太阳之激气”与云雨一类“阴气”分争激射而成，记录了一次雷击事件：雷电击中了一座寺庙，屋椽和柱子都被烧毁，而庙里供奉的四尊神像却安然无恙。任务一我国古代预防雷击的措施鸱（chī）吻鸱吻是古代宫殿、庙宇等大型建筑屋脊两端的吞脊兽饰物，通常被做成龙或鱼的形象。它的实际功能之一是防雷。鸱吻通常是金属材质（如铁）或陶制但内含铁芯。它通过铁链或导线与大地相连，形成了一个简单的 “引下线” 。当雷电击中屋脊时，电流可以通过金属鸱吻和导线被引入地下，从而保护木质结构的建筑主体不受雷击起火。这可以看作是现代避雷针的雏形。任务一我国古代预防雷击的措施“雷公柱”在古建筑（尤其是塔、亭、楼阁）的顶部，常有一根独立的长木柱或铁柱向上伸出，顶端包裹金属。其作用与鸱吻类似，旨在主动引导雷电，保护建筑。任务一我国古代预防雷击的措施建造房屋时使用绝缘材料据盛弘之《荆州记》记载，汉光武帝刘秀的外公樊重的母亲害怕雷，樊重为她建造石室以躲避，这个石室就是全部用不导电的大理石石块叠砌而成的。任务一我国古代预防雷击的措施人身防雷措施任务二学校和住宅防雷击的措施外部防雷：保护建筑本身不受直接雷击接闪器（避雷针/带/网）直接接受雷击的避雷针、避雷带 (线) 、避雷网, 以及利用作接闪的金属屋面和金属构件等。任务二学校和住宅防雷击的措施外部防雷：保护建筑本身不受直接雷击引下线与接地装置引下线是连接接闪器和接地装置的导体，要求数量足够、路径短直、分布均匀，以便将巨大的雷电流迅速引导至地下；接地装置是埋入大地中并与引下线连接的金属导体（接地极）和连接线的总和。任务二学校和住宅防雷击的措施浪涌保护器又名电涌保护器，一种为各种电子设备、仪器仪表、通讯线路提供安全防护的电子装置。当电气回路或者通信线路中因为外界的干扰突然产生尖峰电流或者电压时，浪涌保护器能在极短的时间内导通分流，从而避免浪涌对回路中其他设备的损害。内部防雷：保护建筑内部的人员与设备任务二人员防范雷击的措施任务二建筑防范雷击的措施安装避雷针等接闪装置关闭门窗避免球形闪电进入完成《雷电的产生及防护措施》调查报告，与同学交流研究成果。查阅资料，调研历史上关于富兰克林通过放风筝的方法收集雷电的记载，梳理相关信息，得出自己的结论。