《第四节地球的圈层结构》公开课教案下载

《第四节地球的圈层结构》公开课教案优质课下载

地震波的概念及分类

地震波的传播特点

【板】地震波

【讲解】首先第一个问题地震波的概念：当地震发生时，地下岩石受到强烈的冲击，产生弹性震动，并以波的形式向四周传播。这种弹性波就叫做地震波。那么通过这个概念我们知道，地震波它是一种弹性波，而弹性波呢是伴随着弹性震动产生的。那么同学们能举出个生活中的例子让大家感受一下什么是弹性震动么？地震~我们同学中有亲身经历地震的么？老师想了一个办法，让大家感受一下什么是弹性震动。下面请同学们把右手伸出来放到桌面以上，然后再将左手伸出来放到桌面以下，左手握拳用力的敲击桌面，这个时候你的右手所感受到的震动就是一种弹性震动。好啦，下面我们言归正传看一下地震波的分类：地震波可以分为纵波和横波，其中，纵波又称为P波，横波又称为S波。纵波是指质点的震动方向与传播方向平行的波。纵波的震动形态类似于我们生活中常见的弹簧，当你推动这个弹簧的时候，质点的震动方向是水平方向，纵波的传播方向也是水平方向。横波也称凹凸波，是指质点的震动方向与传播方向垂直的波。它的震动形态类似于我们生活中常见的绳子。你在抖绳子的过程中质点的震动方向是竖直方向，而传播方向是水平方向。

第二个问题：地震波的传播特点，通过阅读我们知道，纵波传播速度比较快，可以在固体、气体、液体这三种介质中传播，而横波呢传播速度比较慢，且只能在固体中传播。讲到这里请大家思考一个问题，当地震发生时，走在路上的行人和坐在船上的人感觉是否一样，为什么？（因为横波只能在固体中传播，所以坐在船上的人不能感受到横波但可以感受到纵波，那船上的人感到的是上下震动。而地面上的人既能感受到纵波也能感受到横波，而且纵波的传播速度要比横波大，所以地面上的人先感受到上下震动，再感受到左右震动。）

那么纵波和横波有一个特别突出的共同点，也跟速度有关是什么？哪位同学在书中找到了？（横波和纵波的传播速度都随着所通过的物质的性质的变化而变化）。这句话其实是为我们揭示了地球内部圈层的划分依据：也就是说，当地震波的传播速度在地球内部发生明显变化的时候，说明地球内部的物质性质也发生了明显的变化，好~下面我们就来研究研究地震波的传播速度在地球内部是如何变化的。

【提问】大家来看这个坐标系，首先拿过来一张图我们要先看什么？（图名）“地震波的传播速度和距离地表深度的关系图”，很明显，横坐标表示的是地震波的传播速度，纵坐标表示的是距离地表的深度。判断哪一条曲线是横波？哪一条是纵波？你的判断依据是什么？

【总结】很明显，从横坐标上来看，实线的传播速度要大于虚线，那么说明实线是：纵波，虚线呢就是：横波。很好，由于地球内部的物质组成是不均匀的，所以地震波在地球内部的传播速度也是随着深度不断发生变化的。

【讲解】从图中我们可以看出，在距离地表 约 33千米处，原本传播速度比较均匀的横波和纵波的传播速度都明显增加了，说明了什么？说明了这里的物质发生了明显的变化，那么在这个深度处呢，就确定了一个面，我们把这种速度发生突然变化的面叫做不连续面。我们看到的这个距离地表约33KM深度处的不连续面呢是早在1909年的一次地震中，被奥地利的科学家莫霍洛维奇发现，所以我们称它为莫霍面。

【问】那么请同学们再找出一处速度发生明显变化的深度？

在距地表约2900千米处，地震波通过这一深度时，横波和纵波传播速度是怎样变化的呢？纵波的传播速度突然减小，横波的速度减小至消失。恩，同学们总结的不错。但是遗憾的是同学们发现的这个变化深度呢早在1914年被德国的科学家古登堡发现，所以他叫做古登堡面，而不是以同学们的名字命名的。

从图中我们可以看出，莫霍面和古登堡面将我们的地球划分为三个圈层，从外向内依次是：地壳、地幔、地核。地震波为我们打开了

认识地球内部结构的大门，解决了我们研究地球内部结构的重大难题。

这与我们以往所认识的地震有很大差异吧？以往我们一提到地震，谈震色变，想到的往往都是地震给人们带来的灾难，却没有想过，其实地震的发生也为我们做出了不可替代的贡献。

其实，我们在认识任何一个事物的时候都要从正反两个方面出发，才能全面客观的了解这一事物。

大家看这幅图，这是我们地球内部圈层的二分之一剖面图，那么这个剖面图能不能让我们联想到生活中常见的一种食物？蛋白质含量很高的（鸡蛋）那么我们类比一下，蛋黄相当于地球内部圈层中的（地核），蛋清呢相当于（地幔）蛋壳呢（地壳），那么大家看一下，地壳、地幔、地核他们的厚度有什么变化规律？地壳是最薄的，地核是最厚的，地幔居中。

【过度】下面我们来逐层的了解地球的内部结构。

【讲解】大家看老师所画的这幅图。这里是地球表面，这里是地心。我们在地球的内部确定了两个面，一个是距离地表约33KM的莫霍面，还有一个就是距离地表约2900KM的古登堡面。在图中很明显可以看到地壳的范围，地壳位于地球表面以下，莫霍面以上。地球的平均半径约为6371千米，相比较我们就知道地壳其实是非常薄的，老师为了大家看的清楚、更好的认识地壳，所以画的厚一些。横波和纵波都能在地壳中传播，说明地壳的物质形态是固态的。

那么这个固体外壳是像老师画的厚度这么均一么？不是吧，地球表面有高原、平原、海洋。(板书画出) 这些地表形态的厚度是不同的，很明显，谁的地壳厚度会比较厚？（高山高原）大家来看这幅幻灯片，地壳的平均厚度约为17千米，其中大陆部分的平均厚度约为33千米，高山、高原的平均厚度可达60-70千米，海洋地壳较薄平均厚度约为6千米，由此也可以说明地壳的厚度分布是不均匀的。我们再来看一下这些数字，会发现海拔越高的地方，地壳越厚；海拔越低的地方地壳越薄。那么大家推测一下，世界上地壳最厚的地方是哪里？（青藏高原）

教师：学习完地壳，再往下就是地幔，地幔位于莫霍面和古登堡面之间也就是地壳和地核之间。根据地震波传播速度的变化呢，我们又将地幔分为上层地幔和下层地幔（在黑板图画出）。横波和纵波都能在这里传播，说明地幔的物质形态的固态的。在地幔这部分有两个概念，分别是软流层和岩石圈。它们分布在哪里呢？上地幔可以分为上部和下部，而软流层就位于上地幔的上部，也就是这里（板书）软流层中的岩石接近物质熔点成塑性固态，物质形态呢，类似于生活中女生比较喜欢吃的果冻。一般认为可能是岩浆的主要发源地之一。而软流层以上也就是地壳以及上地幔的顶部组成了岩石圈，岩石圈并不是完整的一块而是被断裂带分割成了六大块。也就是我们初中地理所说的六大板块。软流层及岩石圈的位置大家一定要准确记忆。

教师：地幔学习完，再往下就是地核，地核为地球的核心部分，就是古登堡界面所包围的这个部分。根据地震波传播速度的不同，地核又分为外核和内核。我们来看图（幻灯片）可以看到在古登堡界面处横波消失，纵波减速，那么这就说明介质发生了变化，由于横波只能在固体中传播，所以推测组成外核的物质，在高压和高温下呈液态或熔融状态。它们相对于地壳的流动，可能是地球磁场产生的主要原因。一般认为内核为固态。所以地核的物质形态可以认为是外液内固。这就是地球的内部圈层的全部内容，我们还要清楚的一条重要的知识点是：随着深度的增加，地球内部的温度，压力以及密度都逐渐增大。

【过度】学习完内部圈层我们再来学习一下外部圈层。外部圈层是我们能切身感受到，并与我们的生活密切相关的。我们将地壳以外的由大气、水体和生物组成的自然界划分为三个圈层分别是大气圈、水圈和生物圈。下面我们从概念、组成以及其他特征这三个方面来总结这三个圈层结构。首先大气圈的概念：由气体和悬浮物组成的包围着地球的复杂系统。组成是：气体和悬浮物，主要成分是氮和氧。至于其他特征呢，其实根据大气的温度、密度以及运动状况在垂直方向上的变化规律，我们也可以将大气圈进行垂直分层，但这节课我们先不做研究。把这个知识点留到第二章地球上的大气来做进一步的学习。水圈的概念：由地球表层水体构成的连续但不规则的圈层。组成：地表水、地下水、大气水和生物水。水圈的特点，它是一个连续但不规则的圈层，同时水圈中的水也处于不间断的循环运动之中。关于水循环呢，我们在第三章中也会有系统的学习。下面是地球的外部圈层中最活跃的一个圈层，那就是生物圈。生物圈：地球表层生物及其生存环境的总称。那组成很明显就是生物及其生存环境。它占有大气圈的底部，水圈的全部以及岩石圈的上部。而且生物在这个圈层中起到了主导作用。那么大家再思考一个问题，生物圈是孤立存在的么？它是大气圈、水圈和岩石圈共同作用的结果。其实各个圈层都不是孤立存在的，而是相互影响相互渗透的，其中任何一个圈层发生变化都会造成牵一发而动全身的巨大的影响。近几年我们人类不是也越来越重视节约资源，低碳环保了么。其实我们每个人都应从自身做起，哪怕是微不足道的一点，都能为地球减轻负担，同时也是为我们自己减轻负担。