11-12学年高中物理 13.6 第6节光的偏振教案 新人教版3-4

13.6 光的偏振【教学目标】（一）知识与技能1通过实验，认识振动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象。2了解偏振光和自然光的区别，从光的偏振现象知道光是横波。3了解日常见到的光多数是偏振光，了解偏振光在生产生活中的一些应用。（二）过程与方法1通过机械波的偏振实验和光的偏振实验掌握类比研究物理问题的方法。2通过对光的偏振应用的学习，提高应用知识解决实际问题的能力。（三）情感、态度与价值观通过课外活动观察光的偏振现象培养学生联系实际学习物理的观念和习惯。【教学重点】光的偏振实验的观察和分析。【教学难点】光振动与自然光和偏振光的联系。【教学方法】通过实验现象使学生认清机械波中横波的偏振现象，再通过机械波与光波的类比，实现轻松过渡，形成概念明确规律，并在应用中深化知识的理解。【教学用具】柔软的长绳一根，带有狭缝的木板两块，细软的弹簧一根，电气石晶体薄片或人造偏振片两片，投影仪【教学过程】（一）引入新课（复习横波和纵波的概念）师：请同学们回忆一下机械波一节内容，举例说说什么是横波？什么是纵波？生：振动方向和传播方向垂直的波叫横波，抖动水平软绳时产生的波就是横波，振动方向和传播方向一致的波叫纵波，像水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波。师：通过前几节课的学习，我们知道光具有波动性，那么光波究竟是横波还是纵波呢？这节课我们要学习的偏振现象，可以说明光是横波。（二）进行新课1偏振现象师：我们先通过一个实验来看看怎么判断一种波是横波还是纵波。演示一介绍课本图13.61装置，教师演示，引导学生仔细观察波传到狭缝时的情况，看波能否通过狭缝传到木板的另一侧。师：请一位同学来表述一下看到的现象。生：对绳上形成的横波，当狭缝与振动方向一致时，波不受阻碍，能通过狭缝，而当狭缝与振动方向垂直时，波被狭缝挡住，不能通过狭缝传到木板另一端，对弹簧上形成的纵波，无论狭缝怎样放置，弹簧上疏密相间的波均能顺利通过狭缝传播到木板另一侧。师：表达得不错，还有同学要补充吗？生：在绳上横波传播过程中，当狭缝既不与振动方向平行也不与振动方向垂直时，有部分振动能通过狭缝。师：很好。横波的这种现象称为偏振现象，大家看到，纵波不会发生偏振现象，根据是否能发生偏振，我们可以判断一个机械波是横波还是纵波。虽然这种方法对判断机械波并非必要，但我们可以借助这种方法来判断光波是横波还是纵波。演示二（教师介绍装置，强调起偏器P和检偏器Q的作用，演示同时引导学生认真观察随着检偏器Q的转动屏上光照强度的变化）师：请大家看这个薄片，它在我们这个演示实验中的作用与前面的带有狭缝的木板类似，它上面有一个特殊的方向称透振方向，只有振动方向与透振方向平行的光波才能透过偏振片，下面请大家认真观察。现象1用一个起偏器观察自然光，偏振片是透明的，以光的传播方向为轴旋转P时，透射光强度不变。投影师：同学们能由此得到什么结论吗？生：光是纵波。师：怎么得到这个结论的呢？生：与前面纵波实验类比得到的。师：大家有没有考虑过假如波是横波而且沿各个方向都有振动的情况呢？（学生默然，教师继续演示）现象2加上检偏器Q，当Q的透振方向与P的透振方向一致时，透射光强度最大。投影现象3以光传播方向为轴旋转时，透射光强度减弱。当Q与P透振方向垂直时，屏上最暗，光强几乎为零。投影师：现在大家能判断光是横波还是纵波了吗？生：能，是横波。师：那现象1是怎么回事呢？原来，我们这里用的太阳光源包含了垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且各个方向振动的光波强度都相同，这种光叫自然光。通过起偏器后，这种光就只能沿着一个特定方向振动，这种光叫做偏振光。横波只沿着某一个特定方向振动，称为波的偏振。只有横波才有偏振现象。师：哪位同学能来解释刚才我们看到的三个现象呢？（学生基本上能根据与机械波类比解释实验现象，并明确光是一种横波。）师：其实，除了从太阳、电灯这样一些从光源直接发出的光外，通常看到的绝大部分光都是偏振光，请大家看课本图13.64，在这里反射光和折射光都是偏振光，且两者偏振方向相互垂直。引导学生阅读教材70页有关内容。了解光的偏振现象是一种常见现象，只是我们不能用肉眼直接察觉罢了。2偏振现象的应用投影光的偏振现象的应用（1）偏振滤光片（2）车灯玻璃和挡风玻璃（3）偏光眼镜（观看立体电影）（4）拍摄水面景物（5）液晶显示（引导学生分析这些应用的原理，鼓励学生从生产生活中查找偏振应用实例，条件许可还可教学生自制偏振片）。（三）课堂总结、点评本节课我们通过实验演示，学习了波的偏振现象。了解了自然光、偏振光的概念，并知道只有横波才有偏振现象。还了解了偏振现象的一些应用。（四）课余作业完成P72“问题与练习”的题目。课后阅读71页“科学漫步”立体电影和偏振光。附：课后训练1下列说法正确的是A机械波都能产生偏振现象B光的偏振现象说明光是横波C自然光不能产生偏振，说明自然光是纵波D光波的感光作用和生理作用等主要是由磁感应强度B的振动引起的答案：B2纵波不可能产生的现象是A偏振现象B反射现象C折射现象D衍射现象答案：A3如图所示，太阳光照射到两种介质的界面上。关于反射光和折射光，下列说法正确的是A入射光、反射光、折射光都是偏振光B入射光是自然光，折射光、反射光是偏振光C反射光垂直于纸面振动，折射光在纸面内振动D反射光在纸面内振动，折射光垂直于纸面振动答案：BC4对激光的认识，以下说法正确的是A普通光源发出的光都是激光B激光是自然界普遍存在的一种光C激光是一种人工产生的相干光D激光已经深入到我们生活的各个方面答案：CD5两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过。如果将其中的一片旋转180，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象A透过偏振片的光强先增强，然后又减弱到零B透过的光强先增强，然后减弱到非零的最小值C透过的光强在整个过程中都增强D透过的光强先增强，再减弱，然后又增强解析：起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过；二者的偏振方向平行时，光强度达到最大.当其中一个偏振片转动180的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光强先增强，又减小到零.答案：A 6夜间行车时，对面来车的车灯的强光刺眼会使司机看不清路况，因此两车交会前要交替灭灯，同时减速，这样很不方便。科学家设想，把每辆车前大灯罩玻璃换成偏振片，把车前挡风玻璃也设计一块偏振片，偏振片的透振方向一致，且都与水平面成45角，如图所示，当夜晚行车时，就能避免对方灯光刺眼，且司机对自己车灯发出的光感觉和不加偏振片相同。试述其原理。答案：相向运动的车偏振片透振方向互相垂直，彼此的挡风玻璃上的偏振片使对方车灯的偏振