![2022-2023年度 名师 《光的偏振》名师教案_第1页](http://file4.renrendoc.com/view/1322aa60dc34b1536c489a1b132979c3/1322aa60dc34b1536c489a1b132979c31.gif)
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文档简介
PAGE8光的偏振宁夏育才中学物理组伏雅洁
【核心素养】通过《光的偏振》的实验探究过程,让学生应用科学知识解决实际问题,培养学生良好的学习习惯和科学的思维方法;培养学生的团队合作精神;通过学习光的偏振及其扩展应用,培养学生运用科学知识服务社会意识。【教学目标】1观察偏振现象,知道偏振现象是横波所特有的,知道光是横波2了解偏振光的概念,知道偏振现象在生活生产技术中的应用【教学重点】对光的偏振现象的理解【教学难点】探究光的偏振现象【教学方法】实验探究类比推理合作讨论实验演示【教学过程】课前:登陆优教平台,发送预习任务。根据优教平台上学生反馈的预习情况,发现薄弱点,针对性教学。(优教提示:请登陆优教平台,发送本节预习任务)一、引入新课学生观察偏光测试卡,发现透过膜片,卡片上多了两辆小车;接着观察屏幕上的汽车,转动膜片发现汽车的亮度发生变化,时明时暗。引出答案就在本节要学习的内容:光的偏振中。演示实验一(什么是偏振现象)绳子一端固定,手持另一端上下振动,形成一列向前传播的横波。在波的传播路径上设置两个挡板,当挡板2和1的狭缝方向平行时,通过狭缝1的振动无阻碍的通过了狭缝2现在将狭缝2旋转90°,观察到通过狭缝1的振动被狭缝2挡住。狭缝2后无波通过。我们将这种现象叫做偏振现象。换一列纵波,当狭缝1和2平行时候,波无影响通过。将狭缝2旋转90°,通过狭缝1的振动亦无影响的通过狭缝2显然纵波没有刚才的现象。即偏振是横波所特有的现象。通过前面的学习我们知道,光既可以发生干涉,也可以发生衍射。说明光具有波动性。而波分为横波和纵波,那么光是横波还是纵波呢学生讨论活动一:光若为横波,应该具有偏振现象,若为纵波,无偏振现象。验证是否具有偏振性,需要像机械波中一样的狭缝。我们有类似这样的光学元件,叫做偏振片。(优教提示:请打开素材“动画演示:检查光波是不是横波”)它表面看起来和普通的膜片没有区别,可能略带一些暗褐色或者暗紫色,但它的特殊性在于,它有一个特殊的光轴,当光照到其表面时,振动与光轴平行的光几乎全部通过,振动与光轴垂直的光几乎全部通不过,我们把偏振片上能透过的方向称为它的透振方向。受上面的实验启发,我们可以利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波。在光的传播路径上放着两个偏振片1、2,(偏振片对光波的作用就像上面实验中狭缝对于机械波的作用)
学生讨论活动二:1若光为横波,旋转偏振片2,观察的现象是2若光为纵波,旋转偏振片2,观察到的现象是(学生讨论并且分组发言)演示实验二:激光笔为光源,在光传播的方向上设置两个偏振片1、2缓慢旋转偏振片2,在大屏幕上观察光亮度变化。结论:光具有偏振现象,是横波。质疑:可否用一个偏振片来判定光是横波还是纵波学生讨论活动二:1若光是横波,通过一个偏振片,旋转偏振片观察的现象2若光为纵波,通过一个偏振片,旋转偏振片观察的现象学生可能得出两种答案。有的组认为可以用一个偏振片来判定,有的组认为可以。学生分别阐述自己组的观点,找到其他组的不足之处。教师联系前面实验,给出确定答案:用一个偏振片不能判定光为横波还是纵波。学生实验三:学生透过手里的一个偏振片观察LED灯,或者手电。缓慢旋转偏振片,发现观察到的亮度并不发生变化。学生讨论活动三:学生讨论之后,分组回答。基本上会有两种观点:一是认为光是纵波,所以旋转偏振片,光强度不发生变化;而另外一种观点认为光是横波,只是光中包含了沿着各个方向的振动,当旋转偏振片时,偏振片的透振方向发生变化,能透过的光的振动方向也发生变化。通过演示实验二可知,若光为纵波,则旋转第二个偏振片时,屏幕上的亮度不应该有所变化,而事实恰恰相反。这说明光是横波而并非纵波。而我们只用一个偏振片旋转观察灯光,发现亮度并不发生变化,说明随着旋转偏振片,透过的光的振动方向也发生变化,而每个方向的光强度相同,这说明由光源直接发出的光,包含着垂直于传播方向的一切振动方向。我们把这种由太阳,点灯等一般的光源直接发出的,包含有各个方向的振动的光,叫做自然光。自然光通过一个偏振片,只有振动方向与偏振片的透振方向相互平行的光才可以通过。则自然光通过这个偏振片之后,剩下的只是振动方向沿其透振方向的光波。我们把只包含单一振动方向的光,叫做偏振光。显然,这一个偏振片的作用是获得偏振光,我们将其叫做起偏器。在偏振片1后再加一个偏振片,旋转偏振片2,屏幕上的亮度就会发生变化。当屏幕最亮时,说明:两偏振片的透振方向平行,或者说偏振光的振动方向和偏振片2的透振方向平行,几乎全部通过;当屏幕上的亮度最暗,亮度几乎为零时,说明:两偏振片的透振方向垂直,或者偏振片的透振方向与偏振光的偏振方向垂直。显然,第二个偏振片起到检测偏振光偏振的方向,叫做检偏器。光的偏振并不少见,除了光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大多数都是偏振光(如绝大多数的反射光和折射光)用实验验证。演示实验四:利用玻璃砖,得到前表面的反射光和经两次折射射出后表面的折射光。在反射光和折射光的传播路径上加一个偏振片,旋转,观察屏幕上光的亮度。发现屏幕上的光亮度发生变化。说明:反射光和折射光是偏振光。而我们生活中见到最多的就是反射折射光,偏振光如此普遍,都有哪些应用。偏振现象的应用:1拍摄
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像清晰.2汽车车灯及其挡风玻璃偏振应用:汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时,为了避免双方车灯的眩目,司机都关闭大灯,只开小灯,放慢车速,以免发生车祸,驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片,而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角,那么,司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光,而看不到对面车灯的光,这样,汽车在夜间行驶时,即不要熄灯,也不要减速,可以保证安全行车。3立体电影
在拍摄立体电影时,用两个摄影机,两个摄影机的镜头相当于人的两只眼睛,它们同时分别拍下同一物体的两个画像,放映时把两个画像同时映在银幕上。如果设法使观众的一只眼睛只能看到其中一个画面,就可以使观众得到立体感。为此,在放映时,两个放放像机每个放像机镜头上放一个偏振片,两个偏振片的偏振化方向相互垂直,观众戴上用偏振片做成的眼镜,左眼偏振片的偏振化方向与左面放像机上的偏振化方向相同,右眼偏振片的偏振化方向与右面放像机上的偏振化方向相同,这样,银幕上的两个画面分别通过两只眼睛观察,在人的脑海中就形成立体化的影像了。课堂训练:(优教提示:打开优教配套习题,使用互动答题卡,更快更便捷地掌握学生的学习情况)【板书设计】一、偏振现象(横波所特有)二、光具有偏振现象(光是横波)自然光:包含垂直于传播方向的各个方向振动的光偏振光:包含有单一振动方向的光三、偏振现象的应用1拍摄2汽车挡风玻璃及其车灯的设置3立体电影4液晶显示【教学反思】光的偏振的知识点是在机械波的形成和传播、波的衍射和干涉、光的干涉和衍射的基础上安排的。本节课通过介绍
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