《神奇的极光》《空间和时间旅行》
一、基础知识
（一）词语解释
1．极光：一种彩色发光现象，常出现于纬度靠近地磁极地区上空大气中。是带电高能粒子流使高层大气分子（或原子）激发（或电离）而产生的。极光的出现同太阳活动有关。中国古代已有丰富的极光记录。
这个词最早由意大利物理学家、天文学家伽利略发明。
2．摇曳：摇荡。如：摇曳的灯光，垂柳摇曳。
3．行云流水：比喻写文章、歌唱自然不拘执。本课中则用来描写光带不断变化的状态。
4．硕大无比：硕大，非常大、巨大。比，有时也写作朋。形容无比的大。
5．皓：白，洁白。皓月，明亮的月亮。
6．弧，带、幔：弧，圆周上任意两点间的部分。带，长条状。幔，为遮挡而悬掛起来的布、绸等。
7．翻手为云，覆手为雨：也作“翻云覆雨”。比喻反复无常。
8．遁辞：遁，逃，消失。遁辞：因理屈词穷而故意避开正题的话。
9．秉性：性格。
10．座，系：座，量词，多用于较大的或固定的物体，如星座。系，本课中也用作量词，天文学上指比星座更大的单位。
11．侏罗纪：中生代的第二纪。始于2.05亿年前，结束于1.35亿年前。分早、中、晚三世。其时脊椎动物以爬行类（恐龙）为主。
（二）文学常识
《神奇的极光》选自曹冲《极光的故事》。《空间和时间旅行》选自英国当代科普作家齐然尔曼的《火星，我的第二家园》。
其中，《空间和时间旅行》选自《火星，我的第二家园》。这本书共26篇文章，内容涉及自然科学多个领域、内容丰富而生动。
二、学习指导
1．问：《神奇的极光》这篇文章从“整体把握”的角度看，应掌握的主要内容是什么？
答：这篇课文的主要内容是：在现代科学的认识基础上，用理性的眼光对充满神奇色彩的大气发光现象给予科学的解释。
人类认识客观世界，必然有一个由未知到已知，由知之不多到知之甚多，由简单、原始、到理性、科学的一个过程。本文正是从这一角度对读者进行了一次科学的，唯物主义的教育。
2．问：从“筛选信息”的角度看《神奇的极光》有哪些值得注意的信息点？
答：一篇文章作为阅读文本，首先要整体把握其主旨，其次要能概括其要点。
《神奇的极光》有三个小标题：
古老的神话传说。
极光一瞥。
极光的来龙去脉。
这就是本文的三个要点，具体可以解释为：
①从中国古老的神话传统谈起，引述两个有关极光的神话，用以增强读者的感性认识。
然后，在这一基础上，作者对极光作出科学的解释：
极光是天空中一种特殊的光。是人们能用肉眼看得见的唯一的高空大气现象。是由高空大气中的放电幅射造成的。
②第二个要点，是从外观上介绍极光。指出极光是自然界中最漂亮的奇观之一。它“五光十色，千姿百态，各种各样”。
③第三部分，谈极光的成因。
先介绍三种古老的传说。
再对极光进行科学的描述。
在对极光的成因作了科学的解释后，又对其发光常理和本质进一步说明。
3．问：《空间和时间旅行》的内容要点是什么？
答：按文中小标题分述如下
第一节：谈到其他行星旅行的速度问题，从理论上不难解决，不过这只是想象和推断。
第二节：到其他恒星上去，这比到其他行星上旅行更加难于实现。
第三节：加快速度，谈怎样实现光速旅行这一节，谈的都是畅想。当然，是建立在科学分析的基础上的。
第四节：时间旅行，是指离开现在而置身于未来或过去的旅行。
三、网上能力训练题
（一）选择题
1．下列注音，字形全部正确的是（ ）
A．飘洒 摇曳 萦绕 皓（hào）月
B．驾挽 朝（cháo）露 区域 辐射
C．园弧 穷竭 膨胀 施（shi）舍
D．遁词 沧桑 螺（lúo）旋 无垠
2．选出下列判断错误的一项（ ）
A．极光是天空中一种特殊的光。
B．极光是人们用肉眼即可见到的一种高空大气现象
C．极光往往出现在南北半球的高纬地区。
D．极光的美丽显示，是由高空大气中的放电幅射造成的。
3．下列说法中正确的一项是（ ）
A．光穿过银河系的螺旋形，需要10万年。这一距离，是我们在有生之年无法到达的。
B．极光既不是“火光”也不是“辉光”，而是“冰雪释放出的光”。
C．极光是一种光学现象，并不是无线电现象。
D．空间旅行，是指星际和星系之间的施行。
4．选出下列说法下正确的一项（ ）
A．《神奇的极光》一文运用的说明方法有：下定义、引用、比喻、比较、数字、分类等。
B．极光卵是围绕地球磁极存在的一个闪闪发亮的光环。
C．时间膨账，是指一种现象，即：物体的时间、化学反应、生物过程逐渐减慢的过程。
D．《空间和时间旅行》一文的思路是：由真实到幻想，从空间到时间。
（二）简答题
1．极光的形态特征包括：
①______________________
②______________________
③______________________
④______________________
⑤______________________
2．极光形成的条件包括
①______________________
②______________________
③______________________
3.①空间旅行是指____________________
②时间旅行是指______________________
（三）阅读
阅读下面这段科技说明文，回答问题。
几个月前，来自一些地方的研究人员演示了使光以每秒17米的缓慢速度通过一堆冰冷的钠原子的过程。但是把原子冷却到接近绝对零度是非常困难的，要使以慢光为基础的应用能够变为现实，需要采用简单一些的方法。
德克萨斯州农业机械大学的韦尔奇博士意识到，在冰冷的钠原子中使光速降低的基本原理在热的铷原子中同样适用。用热的铷原子做实验要简单得多，它包括把一个装有固体铷金属的特殊透明容器（称为“小室”）加热到大约100摄氏度，然后把两束经过细微调节、波长略微不同的激光射入小室。
即使穿过普通的透明材料，比如玻璃或水，光速也会略微降低，因为光会与组成材料的原子相互作用。但是在这种情况下，影响是微弱的，并且任何加强这种影响的试图都会导致光的吸收。因此，重要的是使光的速度降低，而且不至于被吸收。韦尔奇博士通过小室做到了这一点。这种方法把铷原子置于一种非常微妙的量子状态中，在这种状态下铷原子不能吸收光。同时，两束光的相互作用产生了另外一束波长很长的光，这束光的传播速度比原先两束光的速度慢得多。
降低光速能获得诸如非线性等其他一些效应。在大多数情况下，光的行为是线性的：把入射到玻璃上的光的强度增加一倍，穿过玻璃的光的强度也会增加一倍。但是，非线性意味着入射光的微小变化会导致透射光的巨大改变。正是这种性质使光学开关的设计者们兴奋不已。
加利福尼亚大学的工程师阿塔奇认为，人们在通过光缆传送光脉冲时，常常需要把某个用来与其信号作对比的信号延迟一段时间。目前的做法是把其中一个脉冲沿着为此目的而专门建造的很多光纤发送出去，而采用一个大小为1升、装满高温铷气的小室能够达到同样的目的并且更加有效。
韦尔奇小组的成员卡什说，装满铷气的小室在改变激光束以产生难以获得的波长方面极其有效。他们已在考虑运用这个原理制造一个廉价、高效的紫外线源，由于紫外线波长短，因此可以用来读取刻录在光盘等媒介上的形状更小、排列更紧密的数据。
1．文中画线处“影响”一词的意思是（ ）
A．普通的透明材料使光的速度降低
B．光对于所通过材料的原子的作用
C．两束经过细微调节的激光的干扰
D．小室中热的铷原子减慢光速的效果
2．下列不属于韦尔奇所做实验的内容的一项是（ ）
A．使光的速度降低，而且不至于被吸收
B．使铷原子处于不会吸收光的微妙的量子状态中
C．使波长略微不同的两束光互相作用而产生慢光
D．制造廉价、高效的紫外线源，来读取光盘上的数据
3．下列理解不符合原文意思的一项是（ ）
A．温度接近于绝对零度的钠原子可以把光速降低为17米/秒
B．在高温中的铷原子处在一种非常微妙的量子状态中
C．利用热的铷原子传送光脉冲可以比利用光缆更加有效
D．缓慢通过高温铷气的入射光具有非线性效应
4．根据本文提供的信息，以下推断正确的一项是（ ）
A．利用钠原子降低光速的代价要小于利用铷气
B．光通过高温铷气时，其传播的速度也会降低
C．紫外线的波长短，所以传播的速度比较慢
D．目前以慢光的基础的应用已经成为现实
四、自我反馈
（一）选择题
1．A 2．C 3．A 4．C
（二）简答题
1．①弧 ②带 ③片 ④幔 ⑤芒
2．①大气 ②磁场 ③太阳风
3．①由地球到宇宙中的任何行星、恒星和星系的旅行。②人离开现在而置身于未来或过去的旅行。
（三）阅读
这则阅读材料选自1999年8月8日《参政消息》，原文为《减慢光速》
这篇科技文的主要内容是介绍当代科学家使光速降低的基本方法，以及降低光速的用途。全文语言精练，没有过多的使考生难以理解的科技术语和理论阐述，内容也相对集中，且颇具趣味，适合高一学生的阅读水平和解题要求。这篇短文共有4道试题，重点考查“对文中重要词语的含义的理解”、“辨别和筛选文中重要信息的能力”和“根据文章内容进行合理推断的能力”三项内容。下面逐题加以说明。
1．A 重点考查对文中重要词语的含义的理解。能力层级为B级。
本题A项是正确项。文中画线处“影响”一词共出现两次，这两个“影响”一词共出现两次，这两个“影响”的含义应该是相同的。由于原文“但是在这种情况下……”是承接前一句“即使穿过普通的透明材料……”来说的，因此这里“影响”一词应该是指普通透时材料使光的速度的降低。同时，因为本文一开始就说科学家所做的工作是“降低光速”，所以文中画线处“加强这种影响”应该是指加强普通透明材料使光的速度的降低，而不应该指加强光对于所通过材料的原子的作用。根据同样的理由，可知B项是错误项。此外C项和D项也是错误项，这两项中所涉及的内容都离画线部分内容较远，不可能是“影响”一词的意思。
2．D重点考查辨别和筛选文中重要信息的能力。能力层级为B级。
本题要求选出不属于韦尔奇博士所做实验的内容的一项，应该选D。A、B、C三项都属于韦尔奇已经做过的实验的内容。A项“使光的速度降低，而且不至于被吸收”，可称为韦尔奇实验的出发点或原则，B项“使铷原子处于不会吸收光的微妙的量子状态中”和C项“使波长略微不同的两束光互相作用产生慢光”也是韦尔奇实验中两项十分重要的工作内容，这些都可以在原文第三自然段中清楚地看出来。而D项“制造廉价、高效的紫外线源，来读取光盘上的数据”，则是韦尔奇小组正在考虑进行的工作，是韦尔奇“将做”实验的内容，而不是他“所做”实验的内容。
3．C重点考查辨别和筛选文中重要信息的能力。能力层级为B级。
本题要求选出“不符合原文意思”的一项，应该选C。因为原文倒数第二自然段只说利用热的铷原子传送“某个用来与其他信号作对比的”、需要“延迟一段时间”发送的光脉冲信号，要比利用光缆有效得多，而没有说利用热的铷原子传送所有的光脉冲信号，都比利用光缆有效。C项犯了逻辑学上的不周延的毛病。而A、B、D三项都符合原文的意思。原文第一自然段首先说科学家使光以17米/秒的速度通过一堆冰冷的钠原子，接着马上说“把原子冷却到接近绝对零度是非常困难的……”，显然科学家确实是把钠原子冷却到了接近于绝对零度，才实现17米/秒的光速的。原文第二自然段说把铷金属装在小室中，并加热到大约100度，第三自然段又说韦尔奇通过小室把铷原子置于非常微妙的量子状态中，显然这时铷原子确实是在100度的高温之中。原文第四自然段说降低光速能够获得非线性效应，那么“缓慢通过高温铷气的入射光”正是一种慢光，它当然具有非线性效应。
4．B 重点考查极据文章内容进行合理推断的能力。能力层级为C级。
本题要求选出“推断正确”的一项，应该选B。因为原文第三自然段说：“即使穿过普通的透明材料，比如玻璃或水，光速也会略微降低，因为光会与组成材料的原子相互作用。”言下之意就是当光通过高温铷气时，光当然要跟铷原子相互作用，光的传播速度当然也会降低。A、C、D项都是错误项。原文第一自然段指出，科学家利用冰冷的钠原子降低光速，但是要把原子（也包括钠原子）冷却到接近于绝对零度是非常困难的。原文第二自然段则说，用热的铷原子来降低光速则要简单得多。由此可见，利用钠原子降低光速的代价就应该要大于利用铷气，A项是错误项。原文第三自然段最后一句说，由两束光相互作用而产生第三束波长很长的光，这第三束光的速度要比原先两束光慢得多。由此可见，波长长的光、传播速度较慢，波长短的光，传播速度较快，波长短的光，传播速度较快，紫外线的波长短，其传播速度应该是比较快才对。C项是错误项。原文第四自然段说慢光的非线性效应使光学开关的设计者们“兴奋不已”；第五自然段说加利幅尼亚大学的工程师阿塔奇“认为”装满铷气的小室能够传送光脉冲信号；原文最后一段说韦尔奇小组“已在考虑”制造一个廉价、高效的紫外线源。以上三点都说明，以慢光为基础的实际应用目前尚处在设想阶段，还没有人真正付诸实施。由此可见，D项也是错误项。
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