魯科版選修34 光的偏振 第1課時(shí) 學(xué)案.docx

光的偏振學(xué)習(xí)目標(biāo)：1知道振動(dòng)中的偏振現(xiàn)象，了解什么是偏振現(xiàn)象，知道偏振是橫波的特點(diǎn)2知道偏振光和自然光的區(qū)別，知道偏振光在實(shí)際生活中的應(yīng)用3通過(guò)光的偏振現(xiàn)象和機(jī)械波的偏振現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，理解光波是橫波的實(shí)質(zhì)4培養(yǎng)良好的物理實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，學(xué)會(huì)用理論指導(dǎo)實(shí)踐，用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證理論學(xué)習(xí)重點(diǎn)：知道光的偏振現(xiàn)象及光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是一種橫波學(xué)習(xí)難點(diǎn)：偏振光和自然光的區(qū)別學(xué)法指導(dǎo)：自主閱讀、合作交流進(jìn)行新課：一、自然光與偏振光的比較自然光(非偏振光)偏振光光的來(lái)源直接從普通光源發(fā)出的光自然光通過(guò)起偏振器后的光光的振動(dòng)方向在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿所有方向，且沿各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同在垂直于光的傳播方向的平面內(nèi)，光振動(dòng)沿某一特定方向(與起偏振器透振方向一致)偏振現(xiàn)象在生活中非常普遍，并不是只有自然光通過(guò)偏振片后才變?yōu)槠窆?，生活中除光源直接發(fā)出的光外，我們看到的絕大部分光都是偏振光。如自然光射到水面時(shí)的反射光和折射光，尤其是二者互相垂直時(shí)，都是典型的偏振光。二、偏振光的應(yīng)用1觀(guān)看立體電影雙眼視差：左右兩只眼睛看外界圖像時(shí)的差別叫做雙眼視差。在拍攝立體電影時(shí)，用兩個(gè)攝影機(jī)，兩個(gè)攝影機(jī)的鏡頭相當(dāng)于人的兩只眼睛，它們同時(shí)分別拍下同一物體的兩個(gè)畫(huà)像，放映時(shí)把兩個(gè)畫(huà)像同時(shí)映在銀幕上。如果設(shè)法使觀(guān)眾的一只眼睛只能看到其中一個(gè)畫(huà)面，就可以使觀(guān)眾得到立體感。為此，在放映時(shí)，有兩個(gè)放像機(jī)，每個(gè)放像機(jī)鏡頭上放一個(gè)偏振片，兩個(gè)偏振片的偏振方向相互垂直，觀(guān)眾戴上用偏振片做成的眼鏡，左眼偏振片的偏振方向與左面放像機(jī)上的偏振方向相同，右眼偏振片的偏振方向與右面放像機(jī)上的偏振方向相同，這樣，銀幕上的兩個(gè)畫(huà)面分別通過(guò)兩只眼睛觀(guān)看，在人的腦海中就形成立體化的影像了。2汽車(chē)車(chē)燈汽車(chē)在夜間公路上行駛與對(duì)面的車(chē)輛相遇時(shí)，為了避免雙方車(chē)燈的眩目，司機(jī)都關(guān)閉大燈，只開(kāi)小燈，放慢車(chē)速，以免發(fā)生車(chē)禍。如果駕駛室的前窗玻璃和車(chē)燈的玻璃罩都裝有偏振片，而且規(guī)定它們的偏振方向都沿同一方向并與水平面成45度角，那么，司機(jī)從前窗只能看到自己的車(chē)燈發(fā)出的光，而看不到對(duì)面車(chē)燈的光，這樣，汽車(chē)在夜間行駛時(shí)，既不用熄燈，也不用減速，可以保證安全行車(chē)。另外，在陽(yáng)光充足的白天駕駛汽車(chē)，從路面或周?chē)ㄖ锏牟Ａ戏瓷溥^(guò)來(lái)的耀眼的陽(yáng)光，常會(huì)使眼睛睜不開(kāi)。由于光是橫波，所以這些強(qiáng)烈的來(lái)自上空的散射光基本上是水平方向振動(dòng)的。因此，只需戴一副只能透射豎直方向偏振光的偏振太陽(yáng)鏡便可擋住部分散射光。應(yīng)用偏振光時(shí)使用的鏡片叫偏振片。偏振片是由特定的材料制成的，每個(gè)偏振片都有一個(gè)特定的方向，這個(gè)方向叫做“透振方向”，只有沿透振方向振動(dòng)的光才能通過(guò)該偏振片。類(lèi)型一 自然光與偏振光的區(qū)別【例1】 通過(guò)一塊偏振片去觀(guān)察電燈、蠟燭、月亮、反光的黑板，當(dāng)以入射光線(xiàn)為軸轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片時(shí)，看到的現(xiàn)象有何不同？解析：該題考查自然光和偏振光的區(qū)別。通過(guò)一塊偏振片去觀(guān)察電燈、蠟燭時(shí)，透射光的強(qiáng)度不隨偏振片的旋轉(zhuǎn)而變化。因?yàn)闊艄?、燭光都是自然光，沿各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度相同。因此，當(dāng)偏振片旋轉(zhuǎn)時(shí)，透射出來(lái)的光波的振動(dòng)方向雖然改變了(肉眼對(duì)此不能感覺(jué)到)，但光的強(qiáng)弱沒(méi)有改變。月亮、黑板反射的光是偏振光，它們通過(guò)偏振片透射過(guò)來(lái)的光線(xiàn)的強(qiáng)弱會(huì)隨偏振片的旋轉(zhuǎn)發(fā)生周期性的變化。答案：見(jiàn)解析題后反思：知道自然光和偏振光的區(qū)別。光源發(fā)出的光，沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光的強(qiáng)度都相同，叫做自然光。振動(dòng)方向一定的光叫做偏振光。類(lèi)型二 偏振現(xiàn)象【例2】 在垂直于太陽(yáng)光的傳播方向前后放置兩個(gè)偏振片p和q，在q的后邊放上光屏，以下說(shuō)法中正確的是()。aq不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片p，屏上光的亮度不變bq不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片p，屏上光的亮度時(shí)強(qiáng)時(shí)弱cp不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片q，屏上光的亮度不變dp不動(dòng)，旋轉(zhuǎn)偏振片q，屏上光的亮度時(shí)強(qiáng)時(shí)弱解析：當(dāng)q和p的透振方向平行時(shí)，通過(guò)q的光強(qiáng)最大，當(dāng)q和p的透振方向垂直時(shí)，通過(guò)q的光強(qiáng)最小，即無(wú)論是旋轉(zhuǎn)p還是旋轉(zhuǎn)q，屏上得到的光都是時(shí)強(qiáng)時(shí)弱的。答案：bd題后反思：p是起偏振器，它的作用是把太陽(yáng)光(自然光)轉(zhuǎn)變?yōu)槠窆猓撈窆獾姆较蚺cp的透振方向一致，q是檢偏振器，用于偏振光的檢驗(yàn)。課堂練習(xí)：1.如圖所示，電燈s發(fā)出的光先后經(jīng)過(guò)偏振片a和b，人眼在p處迎著入射光方向，看不到光亮，則()a圖中a光為偏振光b圖中b光為偏振光c以sp為軸將b轉(zhuǎn)過(guò)180后，在p處將看到光亮d以sp為軸將b轉(zhuǎn)過(guò)90后，在p處將看到光亮答案：bd解析：自然光沿各個(gè)方向發(fā)散是均勻分布的，通過(guò)偏振片后，透射光是只有沿著某一特定方向振動(dòng)的光。從電燈直接發(fā)出的光為自然光，則a錯(cuò)；它通過(guò)a偏振片后，即變?yōu)槠窆猓瑒tb對(duì)；設(shè)通過(guò)a的光沿豎直方向振動(dòng)，若b偏振片只能通過(guò)沿水平方向振動(dòng)的偏振光，則p點(diǎn)無(wú)光亮，將b轉(zhuǎn)過(guò)180時(shí)，p處仍無(wú)光亮，即c錯(cuò)；若將b轉(zhuǎn)過(guò)90，則該偏振片將變?yōu)槟芡ㄟ^(guò)豎直方向上振動(dòng)的光，則偏振光能通過(guò)b，即在p處有光亮，d對(duì)。2將手電筒射出的光照到平面鏡上，發(fā)生反射后，再用偏振片觀(guān)察反射光，發(fā)現(xiàn)旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)有什么現(xiàn)象？說(shuō)明什么？答案：當(dāng)旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)，觀(guān)察到旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)亮度變化，說(shuō)明反射光是偏振光。3當(dāng)戴上偏振片眼鏡觀(guān)察水面時(shí)，能夠清楚地看到水中的游魚(yú)，試解釋其中的道理。答案：由于水面反射的光對(duì)人眼產(chǎn)生干擾，使人不能清楚地看到水面下的物體，從水面反射的光中包含有很多偏振光，偏振片眼鏡可不讓這些偏振光進(jìn)入眼睛，則水中的物體，可以比較清楚地被看到。4如圖所示，楊氏雙縫實(shí)驗(yàn)中，下述情況能否看到干涉條紋？簡(jiǎn)單說(shuō)明理由。(1)在單色自然光源s后加一偏振片p。(2)在(1)情況下，再加p1、p2，p1與p2透射光方向垂直。答案：(1)能。到達(dá)s1、s2的光是從同一線(xiàn)偏振光分解出來(lái)的，它們滿(mǎn)