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1、龙源期刊网 http:/模拟温室效应的一种演示实验设计作者：薛花亮 来源：物理教学探讨2007年第21期随着人类居住环境-地球不断变暖，南、北极的冰川不断融化，海平面逐渐上升。人类对 过量排放二氧化碳所导致的地球变暖现象越来越重视，已经成为世界各国普遍关注的问题。为 了提高同学们的环保意识，有必要让同学们认识温室效应现象。为此我们设计一了个实验，其 目的是使同学们对温室效应有一个比较直观的认识。下面简谈一下温室效应，并对我们设计的 演示实验做一介绍。1温室效应的有关概念现今全球的地面平均温度约为15 C 。可是，如果没有大气，地球的地面平均温度应为零下23 C ，（根据地球接受到的太阳热量和地
2、球放出的热量相等算出）。这38 C大体就是因为地球有大气，它像条被子一样包住地球，造成温室效应之故。世界上，宇宙中任何物体都辐射光波（包括可见的和不可见的），物体温度越高，辐射的光波波长越短。太阳表面温暖约6000 K（开尔文温度），它发射的光波波长很短，从0.2微米到4微米，其中大约有一半能量集中的0.35到0.7微米，是从紫到红的可见光。短于0.35微米的称为紫外线，长于 0.7微米为红外线，人眼都看不见。地面一方面接受太阳短波辐射而 增温，同时也时时刻刻向外辐射光波。地球发射的光波波长因为温度较低而较长，在4100微米之间，称为地面长波辐射或红外辐射。短波辐射和长波辐射在经过地球大气时遭
3、遇是不同 的：大气对太阳短波辐射几乎是透明的，但却强烈吸收地面长波辐射。大气在吸收地面长波辐 射的同时，它自己也向外辐射波长更长的红外辐射。其中向下到达地面的部分称为逆辐射。地 面接受到逆辐射后就会升温，或者说大气对地面起到了保温作用。就是基于这种平衡，才使地 面维持一定的温度使我们人类能够赖依生存，万物繁衍不断，这就是大气温室效应的原理。地球大气的这种保温作用有些类似于种植花卉的暖房顶上的玻璃（因此温室效应也称暖房 效应或花房效应），因为玻璃也有透过太阳短波辐射和吸收地面红外辐射的保温功能，对波长 较长红外辐射却表现为吸收，吸收后辐射出更长波长的红外辐射，形成逆辐射。基于以上原理，我们要在课室里演示温室效应，就要模仿一个类似于太阳光照射地球的环 境来演示温室效应。为了提高实验的效率我们采用黑色塑料薄膜或胶袋充当地面（它几乎可以 把各种波长的光转化为红外辐射，光转为热的效率比较高），用250 W 戴灯罩的白炽灯发
