高中物理第十三章6光的偏振教案新人教版選修

1、光的偏振教學(xué)目標(biāo)：一學(xué)問目標(biāo)：1知道振動(dòng)中的偏振現(xiàn)象,知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象 2知道偏振光和自然光的區(qū)分,知道光的偏振說明光是橫波二才能目標(biāo)：1學(xué)習(xí)科學(xué)爭論的思維方法,體會(huì)科學(xué)進(jìn)展的嚴(yán)密性；2培育同學(xué)為問題設(shè)計(jì)試驗(yàn)、通過試驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)結(jié)論的才能；三情感目標(biāo)：1. 培育良好的物理試驗(yàn)習(xí)慣,學(xué)會(huì)用理論指導(dǎo)實(shí)踐,用試驗(yàn)來驗(yàn)證理論2. 知道在學(xué)習(xí)物理的過程中,做好試驗(yàn)的重要性教學(xué)重難點(diǎn)重點(diǎn)：1. 使同學(xué)明白偏振現(xiàn)象及運(yùn)用光的偏振學(xué)問來說明一些常見的光學(xué)現(xiàn)象 2. 知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象,知道光有偏振現(xiàn)象所以光是一種橫波 難點(diǎn)：通過兩個(gè)演示試驗(yàn)讓同學(xué)接受光有偏振現(xiàn)象,由于偏振是同學(xué)接觸的一個(gè)新概念,所

2、以做好兩個(gè)演示試驗(yàn)并通過設(shè)疑如何引導(dǎo)同學(xué)摸索,爭論 的關(guān)鍵和突破口 教學(xué)方法：, 類比,推理,判定得到結(jié)論是本節(jié)教學(xué)教學(xué)是老師教同學(xué)學(xué)的雙邊活動(dòng),老師在課前必需對(duì)同學(xué)有肯定明白；高二同學(xué)已經(jīng)具有一定的抽象思維才能,但光的偏振現(xiàn)象對(duì)他們來說是完全生疏而又抽象的,而機(jī)械波的偏振現(xiàn)象相對(duì)形象些； 故要本著由淺入深,新舊聯(lián)系,全面系統(tǒng)的原就去講課,先做好機(jī)械波模擬試驗(yàn),使同學(xué)熟悉機(jī)械波的偏振,進(jìn)而熟悉偏振是橫波特有的現(xiàn)象作為學(xué)問鋪墊后然后再做光的偏振試驗(yàn), 在分析光的偏振試驗(yàn)時(shí),要引導(dǎo)同學(xué)懂得試驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路且與機(jī)械波試驗(yàn)相類比；由于光的偏振現(xiàn)象的抽象性及同學(xué)的抽象思維才能有限,所以在教學(xué)中主要采納老師

3、 設(shè)疑,同學(xué)探討的教學(xué)模式,讓同學(xué)觀看、摸索、爭論,充分發(fā)表看法,這樣既有利于突出 重點(diǎn),化解難點(diǎn),又充分發(fā)揮了同學(xué)的主體性；教具： 激光源、偏振片、powerpoint課件、 flash課件教學(xué)過程：一新課引入：師：通過前面幾節(jié)課的學(xué)習(xí),我們對(duì)于光的本性的熟悉逐步加深,我們知道了光能夠產(chǎn)生干 涉和衍射現(xiàn)象, 而這正好說明白光應(yīng)當(dāng)是一種波；而波有橫波和縱波之分,由此, 我們必定 會(huì)想到光到底是橫波仍是縱波？我們又該如何去判定和驗(yàn)證？（同學(xué)演示）一條竹竿橫著進(jìn)教室進(jìn)不了,給同學(xué)設(shè)下懸念 二、新課教學(xué)：第一我們來回憶一下橫波和縱波；問題一：請(qǐng)同學(xué)回答一下橫波和縱波有什么區(qū)分？生：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和傳

4、播方向假如平行就為縱波；振動(dòng)方向和傳播方向垂直的就是橫波；師：很好； 我們從傳播方向上可以區(qū)分它們；情形,那假如有一列波,我們?nèi)庋塾^看不到它的振動(dòng)問題二：比如說光波,我們?cè)撊绾蝸砼卸ㄋ降讓儆跈M波仍是縱波？（讓同學(xué)摸索,同桌討論,并視情形打算是否提問；）師：光我們是可以常見的,但是它屬于橫波仍是縱波我們好象沒有方法判定；現(xiàn)在我供應(yīng)一種判定橫波和縱波的方法,請(qǐng)同學(xué)們看看能不能在這個(gè)基礎(chǔ)上也設(shè)計(jì)一個(gè)判定光是橫波仍是縱波的方法；（課件 1 的演示,縱波能夠通過,而橫波必需在特定情形下才能夠通過）問題三：好,現(xiàn)在就請(qǐng)同學(xué)們幫我設(shè)計(jì)一個(gè)能夠判定光是橫波仍是縱波的試驗(yàn)；（讓同學(xué)回答,挑選出合適的方案）師：

5、這個(gè)方案不錯(cuò), 不過我們?nèi)缘迷僬J(rèn)真考慮一個(gè)問題：那就是這個(gè)狹縫的寬度大致有多少？我們不難想象, 假如縫很寬,那不管怎么轉(zhuǎn)動(dòng)光仍是可以穿過來的,因此,縫的寬度要小于光波的振幅；好象很不簡單做到；幸好科技發(fā)達(dá),這個(gè)問題科學(xué)家已經(jīng)問我們解決了；取出偏振片給同學(xué)觀看,并且說明該偏振片可以看成由許多細(xì)小的狹縫組成；演示 1：讓學(xué)生觀看黑板上的字：將一個(gè)偏振片掩蓋在上面,轉(zhuǎn)動(dòng),看看字跡是否會(huì)消逝；演示 2：讓一束電筒光束通過偏振片,讓同學(xué)觀看當(dāng)偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)透過偏振片的光線是否會(huì)消逝；問題四：請(qǐng)同學(xué)們依據(jù)剛才的現(xiàn)象作出判定；生：經(jīng)過偏振片后的光線亮度不變,所以判定出光應(yīng)當(dāng)是縱波；師：不錯(cuò),這個(gè)試驗(yàn)現(xiàn)象很明白

6、的告知了我們,光應(yīng)當(dāng)是屬于縱波；很長一段時(shí)間來,科學(xué)家們也認(rèn)為光應(yīng)當(dāng)是縱波；但是無意中的一些試驗(yàn)發(fā)覺了一些無法說明的現(xiàn)象；下面我們就來看到底是什么現(xiàn)象；我們來觀看這樣的現(xiàn)象：1讓激光通過偏振片,看激光束亮度的變化；2 讓兩塊偏振片相交轉(zhuǎn)動(dòng),讓同學(xué)觀看黑板上的字有沒有變化,讓手電筒光束通過兩塊偏振片,轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片,看透過的光束亮度有否變化？師：如何說明這樣的現(xiàn)象？光到底是不是縱波？（設(shè)問）總結(jié)： 光假如是縱波,那這樣的現(xiàn)象是無法說明的；那假如是橫波,是怎樣的橫波呢？如何來說明看起來好像前后沖突的結(jié)果？經(jīng)過科學(xué)家的不懈努力,最終解決了這個(gè)問題,并且確定了光應(yīng)當(dāng)是橫波；也說明有些光有特定的振動(dòng)方向,有

7、些光各個(gè)方向的振動(dòng)情形相同（向同學(xué)說明自然光、偏振光）定義：偏振光： 在垂直于傳播方向的平面上只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)的光自然光： 與傳播方向垂直的各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都相同,這樣的光稱之為自然光；（太 陽、電燈等直接發(fā)出的光）偏 振：橫波只沿著某一個(gè)特定的方向振動(dòng),稱為波的偏振；師：我們常見的光,除了太陽、燈泡等直接發(fā)出的光為自然光外,其他大多數(shù)反射光、折射 光都屬于偏振光；下面就請(qǐng)同學(xué)們一起來看橫波的說明；（演示 flash 課件 2,）下面我們小結(jié)一下剛才的試驗(yàn)和結(jié)論光的偏振現(xiàn)象并不罕見除了從光源（如太陽、電燈等）直接發(fā)出的光以外,我們通?？吹降慕^大部分光, 都是偏振光自然光射到兩種介

8、質(zhì)的界面上,假如光入射的方向合適,使反射光與折射光之間的夾角恰好是 向相互垂直 師：光的偏振現(xiàn)象有許多應(yīng)用：90 ,這時(shí),反射光和折射光就都是偏振的,并且偏振方1假如要拍照玻璃櫥窗里的陳設(shè)物或者水面之下的物體,或者遠(yuǎn)處的建筑物天空等物體,由于光的反射或者空氣的散射,不簡單拍照清晰； 而假如在照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片,那就可以減弱反射而使拍照的景物清晰；2立體電影就是應(yīng)用偏振的原理來觀看的；立體電影的故事兩個(gè)人去看一部新的立體電影,電影一開頭就是令人緊急的滑行軌道車場面；電影剛放映,其中的一個(gè)人的臉就變成了淺綠色；“ 對(duì)不起,” 他對(duì)他的同伴說, “ 我得離開這兒；我覺得惡心；”“ 你能不能

9、坐下,別像一個(gè)小孩子！” 同伴要求說, “ 這只是一部電影； ”一分鐘后軌道車咆哮著滑下一個(gè)陡坡,第一個(gè)人呻吟著說：“ 我想呼吸一些新奇空氣；”“ 坐下,” 他的伴侶小聲說, “ 你太使我難堪了,這是一部電影；”幾秒鐘后那人臉色灰白站了起來；“ 我的上帝, ” 他說,“ 我不能呆在這兒了,我肯定得離開； ”“ 聽著,” 他的同伴吼叫著,“ 你能不能坐下, 要不我們都得從這玩意兒里摔出去,去見上帝！”這個(gè)故事無非就是告知我們立體電影特別逼真,那它到底是用的什么原理呢？立體電影是用兩個(gè)鏡頭如人眼那樣從兩個(gè)不同方向同時(shí)拍照下景物的像,制成電影膠片； 在放映時(shí), 通過兩個(gè)放映機(jī), 把用兩個(gè)攝影機(jī)拍下的

10、兩組膠片同步放映,使這略有差別的兩幅圖像重疊在銀幕上； 這時(shí)假如用眼睛直接觀看,看到的畫面是模糊不清的,要看到立體電影,就要在每架 電影機(jī)前裝一塊偏振片,它的作用相當(dāng)于起偏器；從兩架放映機(jī)射出的光,通過偏振片后,就成了偏振光； 左右兩架放映機(jī)前的偏振片的偏振化方向相互垂直,因而產(chǎn)生的兩束偏振光 的偏振方向也相互垂直；這兩束偏振光投射到銀幕上再反射到觀眾處,偏振光方向不轉(zhuǎn)變；即左眼只能看到左機(jī)映出 觀眾用上述的偏振眼鏡觀看,每只眼睛只看到相應(yīng)的偏振光圖象,的畫面, 右眼只能看到右機(jī)映出的畫面,這樣就會(huì)像直接觀看那樣產(chǎn)生立體感覺；這就是立 體電影的原理；當(dāng)然, 實(shí)際放映立體電影是用一個(gè)鏡頭,兩套圖象交替地印在同一電影膠片上,仍需要一套復(fù)雜的裝置,這里就不涉及了；3、光的偏振其實(shí)是一個(gè)特別好玩的現(xiàn)象,我們用的運(yùn)算器上的液晶顯示屏也用到了光的偏 振原理； 光的偏振這部分內(nèi)容假如深化下去其實(shí)仍有許多值得爭論的地方,但我們中學(xué)里不 再要求深化,點(diǎn)到為止；假如有愛好的同學(xué)將來可以再去搞爭論；4、汽車車燈和前窗擋風(fēng)玻璃都是偏振片偏振方向相同,且與水平方向成450. 5、據(jù)科學(xué)家爭論,蜜蜂通過觀看光的偏振來確定方向；三、歸納小結(jié)：一、光的偏振態(tài) 自然光