👉此影片適用於國三下學期地球科學「全球變遷」單元。

👉搭配學習內容條目:溫室效應與全球暖化的關係

LIS將「廷得耳發現赤道地區早晚的溫差,與接受到的太陽熱輻射量不吻合,進而發現大氣中有些氣體可以阻絕熱輻射進出」,製作成有趣的故事及詳細的動畫解說。教師可搭配以下影片重點整理,將科學家發現與解決問題的歷程帶入課程中,設計探究課程,讓學生學習科學家是如何「驗證不同氣體阻絕熱輻射的能力,進而得出某些氣體會使得全球暖化的結論」。若想看更詳細的廷得耳的資料,請點擊上方的「文本」。


是什麼經歷促使科學家展開研究

00:00 背景

19世紀科學家赫歇爾發現熱傳播的方式除了傳導以及對流,還有第三種傳播方式,稱作輻射。隨後,科學家普雷特研究太陽熱輻射對地球影響後,發現太陽熱輻射理論上會使得赤道地區早晚溫差相差到200多度。

為什麼科學家會有這樣的發現

02:20 發現實際太陽熱輻射影響氣溫的程度與理論不符

廷得耳發現赤道地區早晚的溫差僅只有7度左右,比普雷特的理論值小了許多。

科學家如何進行聯想與假設1

03:48 假設地球大氣能阻擋熱輻射,使得早上氣溫不會飆破100度

廷得耳聯想到科學家海格尼的研究中,曾提到透明的氣體或液體,可以阻絕熱輻射的傳遞。因此他假設地球大氣也能阻擋熱輻射,使得地球早上受太陽照射時,氣溫不會飆破100度。

科學家如何進行聯想與假設2

07:22 假設地球也有個隔熱材料使得熱輻射進出效率不高

另外廷得耳聯想到酒窖因為使用隔熱材料搭建,所以酒窖內的溫差變化不大。於是他假設地球外層應該也有一個隔熱的材料,使得太陽的熱不容易進入地球,地球的熱也不容易出去。而這個隔熱材料很可能就是大氣。

科學家如何進行驗證與結論

08:06 廷得耳驗證熱輻射在不同氣體下的穿透程度

廷得耳利用分光光度計測量熱輻射在不同氣體下的穿透程度。發現二氧化碳與水氣,和其他工業廢氣如甲烷有阻絕熱輻射的能力。而因為這些氣體能阻絕熱輻射散失,所以使得晚上時熱輻射能保存在地球大氣層內,地球的氣溫才不會下降那麼多。之後科學家稱這些有阻絕熱輻射能力的氣體為「溫室氣體」。

科學家進一步的發現與假設

09:15 廷得耳推論溫室氣體就是影響全球暖化的原因

廷得耳發現,雖然溫室氣體能夠幫助地表在晚上時減少熱輻射散失,讓地球晚上溫度不會下降到零度之下。但一旦溫室氣體的含量過多,會使得地球積聚太多的熱,使得地表平均溫度一直上升,形成全球暖化。全球暖化則會動搖生態的平衡,例如冰川融解、海平面上升等等。因此呼籲人們共同減少溫室氣體的排放。


💡LIS影片推薦用途:

1. 於早自習、中午吃飯時間撥放,作為預習使用,也可以培養學生科學態度與本質喔!

2. 於課程結束後,作為收斂、複習使用。

3. 可搭配LIS學習單(點選右側下載),讓學生於看完影片後進行重點整理。

4. 影片可分段使用,搭配提問與課程設計,設計成科學史融入教學的探究課程。