2019-2020年高中物理 13.6 第6節(jié)光的偏振教案 新人教版3-4.doc

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2019-2020年高中物理 13.6 第6節(jié)光的偏振教案 新人教版3-4 【教學(xué)目標(biāo)】 （一）知識與技能 1．通過實驗，認(rèn)識振動中的偏振現(xiàn)象，知道只有橫波有偏振現(xiàn)象。 2．了解偏振光和自然光的區(qū)別，從光的偏振現(xiàn)象知道光是橫波。 3．了解日常見到的光多數(shù)是偏振光，了解偏振光在生產(chǎn)生活中的一些應(yīng)用。 （二）過程與方法 1．通過機械波的偏振實驗和光的偏振實驗掌握類比研究物理問題的方法。 2．通過對光的偏振應(yīng)用的學(xué)習(xí)，提高應(yīng)用知識解決實際問題的能力。 （三）情感、態(tài)度與價值觀 通過課外活動觀察光的偏振現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實際學(xué)習(xí)物理的觀念和習(xí)慣。 【教學(xué)重點】 光的偏振實驗的觀察和分析。 【教學(xué)難點】 光振動與自然光和偏振光的聯(lián)系。 【教學(xué)方法】 通過實驗現(xiàn)象使學(xué)生認(rèn)清機械波中橫波的偏振現(xiàn)象，再通過機械波與光波的類比，實現(xiàn)輕松過渡，形成概念明確規(guī)律，并在應(yīng)用中深化知識的理解。 【教學(xué)用具】 柔軟的長繩一根，帶有狹縫的木板兩塊，細(xì)軟的彈簧一根，電氣石晶體薄片或人造偏振片兩片，投影儀 【教學(xué)過程】 （一）引入新課 （復(fù)習(xí)橫波和縱波的概念） 師：請同學(xué)們回憶一下機械波一節(jié)內(nèi)容，舉例說說什么是橫波？什么是縱波？ 生：振動方向和傳播方向垂直的波叫橫波，抖動水平軟繩時產(chǎn)生的波就是橫波，振動方向和傳播方向一致的波叫縱波，像水平懸掛的彈簧一端振動時形成的沿彈簧傳播的波。 師：通過前幾節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道光具有波動性，那么光波究竟是橫波還是縱波呢？ 這節(jié)課我們要學(xué)習(xí)的偏振現(xiàn)象，可以說明光是橫波。 （二）進(jìn)行新課 1．偏振現(xiàn)象 師：我們先通過一個實驗來看看怎么判斷一種波是橫波還是縱波。 ［演示一］ 介紹課本圖13.6－1裝置，教師演示，引導(dǎo)學(xué)生仔細(xì)觀察波傳到狹縫時的情況，看波能否通過狹縫傳到木板的另一側(cè)。 師：請一位同學(xué)來表述一下看到的現(xiàn)象。 生：對繩上形成的橫波，當(dāng)狹縫與振動方向一致時，波不受阻礙，能通過狹縫，而當(dāng)狹縫與振動方向垂直時，波被狹縫擋住，不能通過狹縫傳到木板另一端，對彈簧上形成的縱波，無論狹縫怎樣放置，彈簧上疏密相間的波均能順利通過狹縫傳播到木板另一側(cè)。 師：表達(dá)得不錯，還有同學(xué)要補充嗎？ 生：在繩上橫波傳播過程中，當(dāng)狹縫既不與振動方向平行也不與振動方向垂直時，有部分振動能通過狹縫。 師：很好。橫波的這種現(xiàn)象稱為偏振現(xiàn)象，大家看到，縱波不會發(fā)生偏振現(xiàn)象，根據(jù)是否能發(fā)生偏振，我們可以判斷一個機械波是橫波還是縱波。雖然這種方法對判斷機械波并非必要，但我們可以借助這種方法來判斷光波是橫波還是縱波。 ［演示二］ （教師介紹裝置，強調(diào)起偏器P和檢偏器Q的作用，演示同時引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察隨著檢偏器Q的轉(zhuǎn)動屏上光照強度的變化） 師：請大家看這個薄片，它在我們這個演示實驗中的作用與前面的帶有狹縫的木板類似，它上面有一個特殊的方向稱透振方向，只有振動方向與透振方向平行的光波才能透過偏振片，下面請大家認(rèn)真觀察。 ［現(xiàn)象1］用一個起偏器觀察自然光，偏振片是透明的，以光的傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)P時，透射光強度不變。［投影］ 師：同學(xué)們能由此得到什么結(jié)論嗎？ 生：光是縱波。 師：怎么得到這個結(jié)論的呢？ 生：與前面縱波實驗類比得到的。 師：大家有沒有考慮過假如波是橫波而且沿各個方向都有振動的情況呢？ （學(xué)生默然，教師繼續(xù)演示） ［現(xiàn)象2］加上檢偏器Q，當(dāng)Q的透振方向與P的透振方向一致時，透射光強度最大。［投影］ ［現(xiàn)象3］以光傳播方向為軸旋轉(zhuǎn)時，透射光強度減弱。當(dāng)Q與P透振方向垂直時，屏上最暗，光強幾乎為零。［投影］ 師：現(xiàn)在大家能判斷光是橫波還是縱波了嗎？ 生：能，是橫波。 師：那現(xiàn)象1是怎么回事呢？原來，我們這里用的太陽光源包含了垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且各個方向振動的光波強度都相同，這種光叫自然光。通過起偏器后，這種光就只能沿著一個特定方向振動，這種光叫做偏振光。橫波只沿著某一個特定方向振動，稱為波的偏振。只有橫波才有偏振現(xiàn)象。 師：哪位同學(xué)能來解釋剛才我們看到的三個現(xiàn)象呢？ （學(xué)生基本上能根據(jù)與機械波類比解釋實驗現(xiàn)象，并明確光是一種橫波。） 師：其實，除了從太陽、電燈這樣一些從光源直接發(fā)出的光外，通常看到的絕大部分光都是偏振光，請大家看課本圖13.6－4，在這里反射光和折射光都是偏振光，且兩者偏振方向相互垂直。 引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材70頁有關(guān)內(nèi)容。了解光的偏振現(xiàn)象是一種常見現(xiàn)象，只是我們不能用肉眼直接察覺罷了。 2．偏振現(xiàn)象的應(yīng)用 ［投影］光的偏振現(xiàn)象的應(yīng)用 （1）偏振濾光片 （2）車燈玻璃和擋風(fēng)玻璃 （3）偏光眼鏡（觀看立體電影） （4）拍攝水面景物 （5）液晶顯示 （引導(dǎo)學(xué)生分析這些應(yīng)用的原理，鼓勵學(xué)生從生產(chǎn)生活中查找偏振應(yīng)用實例，條件許可還可教學(xué)生自制偏振片）。 （三）課堂總結(jié)、點評 本節(jié)課我們通過實驗演示，學(xué)習(xí)了波的偏振現(xiàn)象。了解了自然光、偏振光的概念，并知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象。還了解了偏振現(xiàn)象的一些應(yīng)用。 （四）課余作業(yè) 完成P72“問題與練習(xí)”的題目。 課后閱讀71頁“科學(xué)漫步”――立體電影和偏振光。 附：課后訓(xùn)練 1．下列說法正確的是 A．機械波都能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象 B．光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波 C．自然光不能產(chǎn)生偏振，說明自然光是縱波 D．光波的感光作用和生理作用等主要是由磁感應(yīng)強度B的振動引起的 答案：B 2．縱波不可能產(chǎn)生的現(xiàn)象是 A．偏振現(xiàn)象 B．反射現(xiàn)象 C．折射現(xiàn)象 D．衍射現(xiàn)象 答案：A 3．如圖所示，太陽光照射到兩種介質(zhì)的界面上。關(guān)于反射光和折射光，下列說法正確的是 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．反射光垂直于紙面振動，折射光在紙面內(nèi)振動 D．反射光在紙面內(nèi)振動，折射光垂直于紙面振動 答案：BC 4．對激光的認(rèn)識，以下說法正確的是 A．普通光源發(fā)出的光都是激光 B．激光是自然界普遍存在的一種光 C．激光是一種人工產(chǎn)生的相干光 D．激光已經(jīng)深入到我們生活的各個方面 答案：CD 5．兩個偏振片緊靠在一起，將它們放在一盞燈的前面以致沒有光通過。如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)180，在旋轉(zhuǎn)過程中，將會產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象 A．透過偏振片的光強先增強，然后又減弱到零 B．透過的光強先增強，然后減弱到非零的最小值 C．透過的光強在整個過程中都增強 D．透過的光強先增強，再減弱，然后又增強 解析：起偏器和檢偏器的偏振方向垂直時，沒有光通過；二者的偏振方向平行時，光強度達(dá)到最大.當(dāng)其中一個偏振片轉(zhuǎn)動180的過程中，兩偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通過的光強先增強，又減小到零. 答案：A 6．夜間行車時，對面來車的車燈的強光刺眼會使司機看不清路況，因此兩車交會前要交替滅燈，同時減速，這樣很不方便?？茖W(xué)家設(shè)想，把每輛車前大燈罩玻璃換成偏振片，把車前擋風(fēng)玻璃也設(shè)計一塊偏振片，偏振片的透振方向一致，且都與水平面成45角，如圖所示，當(dāng)夜晚行車時，就能避免對方燈光刺眼，且司機對自己車燈發(fā)出的光感覺和不加偏振片相同。試述其原理。 答案：相向運動的車偏振片透振方向互相垂直，彼此的擋風(fēng)玻璃上的偏振片使對方車燈的偏振光不能通過，但能通過自己車燈的偏振光。 7．如圖所示，將上一偏振片慢慢順時針旋轉(zhuǎn)，屏上的光的亮度開始逐漸________，當(dāng)它轉(zhuǎn)到90時，屏上光亮度將最________（填“暗”“亮”），繼續(xù)轉(zhuǎn)到180時光由最________變?yōu)樽頮_______。如此每轉(zhuǎn)90，交替變化一次（設(shè)開始時上、下兩偏振片平行且透振方向完全一致） 答案：變暗，暗，暗，亮