2020高中物理光的偏振教案一

　　一、偏振现象

　　1.偏振现象

　　如图13-6-1所示，机械波是横波时，当质点的振动方向与狭缝平行时，机械波能透过狭缝传播(图甲)，反之，则不能传播(图乙).

　　对纵波而言，不管什么情况，纵波总能透过狭缝而传播(图丙).

　　图13-6-1

　　学法一得 横波只沿着某一个特定的方向振动，称为波的偏振.只有横波才有偏振现象，而纵波没有偏振现象.所以，光是一种横波.

　　2.自然光和偏振光

　　(1)自然光

　　从普通光源直接发出的天然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接观察时不能发现光强偏于哪一个方向，这种沿着各个方向振动的光波的强度都相同的光叫自然光.

　　如图13-6-2所示，普通光源S发出的光经过偏振片时，后面的光屏是明亮的，说明光透过了偏振片;若转动偏振片，光屏上亮度不变，说明透过光的强度不变，由此可知，自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同.

　　图13-6-2

　　联想发散 偏振片是由特殊材料制成的，其“狭缝”用肉眼不能看见，它只允许振动方向与“狭缝”平行的光波通过.

　　深化升华 通过偏振片后，自然光就变成了偏振光.

　　(2)偏振光

　　只有一个振动方向的光叫偏振光.如经过偏振片后的自然光.若偏振光再经过一个偏振片后，情况会怎样呢?如图13-6-3所示，当两偏振片的“狭缝”平行时，光屏上仍有亮光.当两偏振片的“狭缝”相互垂直时，透射光的强度几乎为零，光屏上是暗的，如图13-6-4所示.

　　图13-6-3

　　图13-6-4

　　深化升华 光的偏振现象并不罕见.除了从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光.

　　(3)偏振光的另一种产生方式

　　自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直(如图13-6-5).

　　图13-6-5

　　二、偏振现象的应用

　　1.光的偏振现象有很多应用.如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里陈列物的照片时，由于水面或玻璃表面的反射光的干扰，常使景象不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景象清晰.

　　2.夜晚行车时，对方照射过来的光很强，若加一个偏振片，可减弱对眼睛的照射.

　　3.立体电影也是利用了光的偏振原理.

　　典题·热题

　　知识点一 偏振和偏振光

　　例1 有关偏振和偏振光的下列说法中，正确的有( )

　　A.只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振

　　B.只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振

　　C.自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光

　　2020高中物理光的偏振教案二

　　《光的偏振》教学设计

　　单靠“死”记还不行，还得“活”用，姑且称之为“先死后活”吧。让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来，摒弃那些假话套话空话，写出自己的真情实感，篇幅可长可短，并要求运用积累的成语、名言警句等，定期检查点评，选择优秀篇目在班里朗读或展出。这样，即巩固了所学的材料，又锻炼了学生的写作能力，同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等，达到“一石多鸟”的效果。 浙江省富阳市二中　方霞

　　一般说来，“教师”概念之形成经历了十分漫长的历史。杨士勋(唐初学者，四门博士)《春秋谷梁传疏》曰：“师者教人以不及，故谓师为师资也”。这儿的“师资”，其实就是先秦而后历代对教师的别称之一。《韩非子》也有云：“今有不才之子……师长教之弗为变”其“师长”当然也指教师。这儿的“师资”和“师长”可称为“教师”概念的雏形，但仍说不上是名副其实的“教师”，因为“教师”必须要有明确的传授知识的对象和本身明确的职责。 　　一、新课引入

　　“教书先生”恐怕是市井百姓最为熟悉的一种称呼，从最初的门馆、私塾到晚清的学堂，“教书先生”那一行当怎么说也算是让国人景仰甚或敬畏的一种社会职业。只是更早的“先生”概念并非源于教书，最初出现的“先生”一词也并非有传授知识那般的含义。《孟子》中的“先生何为出此言也?”;《论语》中的“有酒食，先生馔”;《国策》中的“先生坐，何至于此?”等等，均指“先生”为父兄或有学问、有德行的长辈。其实《国策》中本身就有“先生长者，有德之称”的说法。可见“先生”之原意非真正的“教师”之意，倒是与当今“先生”的称呼更接近。看来，“先生”之本源含义在于礼貌和尊称，并非具学问者的专称。称“老师”为“先生”的记载，首见于《礼记?曲礼》，有“从于先生，不越礼而与人言”，其中之“先生”意为“年长、资深之传授知识者”，与教师、老师之意基本一致。　　实验演示：教师将一块偏振片在笔记本电脑前转动，请学生观察屏幕的变化情况。

　　语文课本中的文章都是精选的比较优秀的文章，还有不少名家名篇。如果有选择循序渐进地让学生背诵一些优秀篇目、精彩段落，对提高学生的水平会大有裨益。现在，不少语文教师在分析课文时，把文章解体的支离破碎，总在文章的技巧方面下功夫。结果教师费劲，学生头疼。分析完之后，学生收效甚微，没过几天便忘的一干二净。造成这种事倍功半的尴尬局面的关键就是对文章读的不熟。常言道“书读百遍，其义自见”，如果有目的、有计划地引导学生反复阅读课文，或细读、默读、跳读，或听读、范读、轮读、分角色朗读，学生便可以在读中自然领悟文章的思想内容和写作技巧，可以在读中自然加强语感，增强语言的感受力。久而久之，这种思想内容、写作技巧和语感就会自然渗透到学生的语言意识之中，就会在写作中自觉不自觉地加以运用、创造和发展。 　　电脑屏幕随着偏振片的转动，发生明显的明暗的变化。如图1所示。学生观察到这一奇妙的现象时，都不由地发出惊叹声，不禁问道：为什么会发生这种现象呢?学生的学习兴趣和积极性被充分调动起来。

　　观察内容的选择，我本着先静后动，由近及远的原则，有目的、有计划的先安排与幼儿生活接近的，能理解的观察内容。随机观察也是不可少的，是相当有趣的，如蜻蜓、蚯蚓、毛毛虫等，孩子一边观察，一边提问，兴趣很浓。我提供的观察对象，注意形象逼真，色彩鲜明，大小适中，引导幼儿多角度多层面地进行观察，保证每个幼儿看得到，看得清。看得清才能说得正确。在观察过程中指导。我注意帮助幼儿学习正确的观察方法，即按顺序观察和抓住事物的不同特征重点观察，观察与说话相结合，在观察中积累词汇，理解词汇，如一次我抓住时机，引导幼儿观察雷雨，雷雨前天空急剧变化，乌云密布，我问幼儿乌云是什么样子的，有的孩子说：乌云像大海的波浪。有的孩子说“乌云跑得飞快。”我加以肯定说“这是乌云滚滚。”当幼儿看到闪电时，我告诉他“这叫电光闪闪。”接着幼儿听到雷声惊叫起来，我抓住时机说：“这就是雷声隆隆。”一会儿下起了大雨，我问：“雨下得怎样?”幼儿说大极了，我就舀一盆水往下一倒，作比较观察，让幼儿掌握“倾盆大雨”这个词。雨后，我又带幼儿观察晴朗的天空，朗诵自编的一首儿歌：“蓝天高，白云飘，鸟儿飞，树儿摇，太阳公公咪咪笑。”这样抓住特征见景生情，幼儿不仅印象深刻，对雷雨前后气象变化的词语学得快，记得牢，而且会应用。我还在观察的基础上，引导幼儿联想，让他们与以往学的词语、生活经验联系起来，在发展想象力中发展语言。如啄木鸟的嘴是长长的，尖尖的，硬硬的，像医生用的手术刀―样，给大树开刀治病。通过联想，幼儿能够生动形象地描述观察对象。 图1

　　教师告诉学生手中的这片圆形薄片叫偏振片，这种现象称为偏振现象。为什么会出现这样的现象呢，这是本堂课要解决的重要内容之一，希望大家在观察接下来的实验现象和现象分析后都能知道其中的原因。

　　二、实验过程、现象解释

　　波有横波和纵波之分，光是横波还是纵波，是否所有的波都有偏振现象，日常生活中有哪些常见的偏振现象，对我们的生活有些什么样的影响，我们一起来学习和探讨。

　　为了更好的理解和解释光的偏振现象，我们从直观、具体的机械波的分析入手。

　　(一)机械波的偏振实验演示

　　实验1：取一软绳和中间有一“狭缝”的硬纸板，使软绳从“狭缝”中穿过，请两位同学分别控制绳的两端，其中一端固定不动，另一端的同学上下抖动，形成一列绳波。调节狭缝的方向，第一次与绳波的振动方向相同，第二次与绳波的振动方向垂直，观察绳波经过狭缝后的现象。

　　现象：绳波的振动方向与狭缝的方向平行时，传播情况正常;振动方向与狭缝方向垂直时，绳波经过狭缝后消失。现象如图2所示。

　　图2

　　实验2：用一弹簧经过“狭缝”，轻拨弹簧，形成一列弹簧波。旋转狭缝方向，观察弹簧波的情况。

　　现象：无论“狭缝”如何，弹簧波均正常传播，如图3所示。

　　图3

　　结论：横波的振动方向与狭缝方向垂直时，波的传递受到影响，这种现象就是偏振现象，偏振是横波特有的现象。

　　光波是横波还是纵波，也可用类似的方法检验。

　　实验3：利用偏振片检验自然光是横波还是纵波。

　　偏振片介绍：偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做“透振方向”。偏振片对光波的作用就象“狭缝”对机械波的作用一样。

　　偏振光介绍：只沿着某个特定方向振动的光。

　　自然光介绍：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。如图4所示。

　　图4

　　重复实验1的演示实验，再次观察实验现象。

　　电脑屏幕本质上是一片偏振片，圆形薄片是另一片偏振片，当光束通过第一片偏振片P(起偏器)之后(如图5所示)，旋转第二块偏振片Q(检偏器)，可以看见光斑亮度周期性变化。当两个偏振片平行时，透光最强。当两个偏振片垂直时，透光最弱。如图5所示。

　　图5

　　通过分析，请学生尝试类比机械波的偏振来解释上面的实验现象。

　　当激光通过第一片偏振片P后，相当于被“狭缝”卡了一下，只有振动方向跟“狭缝”方向平行的光才能通过，激光通过偏振片P(起偏器)后虽然变成了偏振光，但由于沿各个方向的振动情况相同，无论偏振片透振方向如何，都会有相同强度的光透射过来，再通过第二块偏振片Q(检偏器)时就不同了。无论旋转哪块偏振片，当两块偏振片透振方向相同时，透射光最强，当两偏振片透振方向垂直时，透射光完全消失，最弱。

　　上面的实验表明，光是一种横波。只有横波才有偏振现象。

　　2020高中物理光的偏振教案三

　　【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13.6-1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13.6-4，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。