2023高中物理光的偏振教案
干涉和衍射是各種波動(dòng)都具有的現(xiàn)象，無論是縱波還是橫波，都會(huì)產(chǎn)生干涉和衍射。接下來是小編為大家整理的2020高中物理光的偏振教案，希望大家喜歡!
2020高中物理光的偏振教案一
一、偏振現(xiàn)象
1.偏振現(xiàn)象
如圖13-6-1所示，機(jī)械波是橫波時(shí)，當(dāng)質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與狹縫平行時(shí)，機(jī)械波能透過狹縫傳播(圖甲)，反之，則不能傳播(圖乙).
對(duì)縱波而言，不管什么情況，縱波總能透過狹縫而傳播(圖丙).
圖13-6-1
學(xué)法一得 橫波只沿著某一個(gè)特定的方向振動(dòng)，稱為波的偏振.只有橫波才有偏振現(xiàn)象，而縱波沒有偏振現(xiàn)象.所以，光是一種橫波.
2.自然光和偏振光
(1)自然光
從普通光源直接發(fā)出的天然光是無數(shù)偏振光的無規(guī)則集合，所以直接觀察時(shí)不能發(fā)現(xiàn)光強(qiáng)偏于哪一個(gè)方向，這種沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同的光叫自然光.
如圖13-6-2所示，普通光源S發(fā)出的光經(jīng)過偏振片時(shí)，后面的光屏是明亮的，說明光透過了偏振片;若轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片，光屏上亮度不變，說明透過光的強(qiáng)度不變，由此可知，自然光沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同.
圖13-6-2
聯(lián)想發(fā)散 偏振片是由特殊材料制成的，其“狹縫”用肉眼不能看見，它只允許振動(dòng)方向與“狹縫”平行的光波通過.
深化升華 通過偏振片后，自然光就變成了偏振光.
(2)偏振光
只有一個(gè)振動(dòng)方向的光叫偏振光.如經(jīng)過偏振片后的自然光.若偏振光再經(jīng)過一個(gè)偏振片后，情況會(huì)怎樣呢?如圖13-6-3所示，當(dāng)兩偏振片的“狹縫”平行時(shí)，光屏上仍有亮光.當(dāng)兩偏振片的“狹縫”相互垂直時(shí)，透射光的強(qiáng)度幾乎為零，光屏上是暗的，如圖13-6-4所示.
圖13-6-3
圖13-6-4
深化升華 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.
(3)偏振光的另一種產(chǎn)生方式
自然光射到兩種介質(zhì)的交界面上，如果光入射的方向合適，使反射光和折射光之間的夾角恰好是90°時(shí)，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直(如圖13-6-5).
圖13-6-5
二、偏振現(xiàn)象的應(yīng)用
1.光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用.如在拍攝日落時(shí)水面下的景物、池中的游魚、玻璃櫥窗里陳列物的照片時(shí)，由于水面或玻璃表面的反射光的干擾，常使景象不清楚，如果在照相機(jī)鏡頭前裝一片偏振濾光片，讓它的透振方向與反射光的偏振方向垂直，就可以減弱反射光而使景象清晰.
2.夜晚行車時(shí)，對(duì)方照射過來的光很強(qiáng)，若加一個(gè)偏振片，可減弱對(duì)眼睛的照射.
3.立體電影也是利用了光的偏振原理.
典題·熱題
知識(shí)點(diǎn)一 偏振和偏振光
例1 有關(guān)偏振和偏振光的下列說法中，正確的有( )
A.只有電磁波才能發(fā)生偏振，機(jī)械波不能發(fā)生偏振
B.只有橫波能發(fā)生偏振，縱波不能發(fā)生偏振
C.自然界不存在偏振光，自然光只有通過偏振片才能變?yōu)槠窆?/p>
2020高中物理光的偏振教案二
《光的偏振》教學(xué)設(shè)計(jì)
單靠“死”記還不行，還得“活”用，姑且稱之為“先死后活”吧。讓學(xué)生把一周看到或聽到的新鮮事記下來，摒棄那些假話套話空話，寫出自己的真情實(shí)感，篇幅可長可短，并要求運(yùn)用積累的成語、名言警句等，定期檢查點(diǎn)評(píng)，選擇優(yōu)秀篇目在班里朗讀或展出。這樣，即鞏固了所學(xué)的材料，又鍛煉了學(xué)生的寫作能力，同時(shí)還培養(yǎng)了學(xué)生的觀察能力、思維能力等等，達(dá)到“一石多鳥”的效果。 浙江省富陽市二中 方霞
一般說來，“教師”概念之形成經(jīng)歷了十分漫長的歷史。楊士勛(唐初學(xué)者，四門博士)《春秋谷梁傳疏》曰：“師者教人以不及，故謂師為師資也”。這兒的“師資”，其實(shí)就是先秦而后歷代對(duì)教師的別稱之一?！俄n非子》也有云：“今有不才之子……師長教之弗為變”其“師長”當(dāng)然也指教師。這兒的“師資”和“師長”可稱為“教師”概念的雛形，但仍說不上是名副其實(shí)的“教師”，因?yàn)椤敖處煛北仨氁忻鞔_的傳授知識(shí)的對(duì)象和本身明確的職責(zé)。 一、新課引入
“教書先生”恐怕是市井百姓最為熟悉的一種稱呼，從最初的門館、私塾到晚清的學(xué)堂，“教書先生”那一行當(dāng)怎么說也算是讓國人景仰甚或敬畏的一種社會(huì)職業(yè)。只是更早的“先生”概念并非源于教書，最初出現(xiàn)的“先生”一詞也并非有傳授知識(shí)那般的含義?！睹献印分械摹跋壬螢槌龃搜砸?”;《論語》中的“有酒食，先生饌”;《國策》中的“先生坐，何至于此?”等等，均指“先生”為父兄或有學(xué)問、有德行的長輩。其實(shí)《國策》中本身就有“先生長者，有德之稱”的說法?？梢姟跋壬敝夥钦嬲摹敖處煛敝猓故桥c當(dāng)今“先生”的稱呼更接近。看來，“先生”之本源含義在于禮貌和尊稱，并非具學(xué)問者的專稱。稱“老師”為“先生”的記載，首見于《禮記?曲禮》，有“從于先生，不越禮而與人言”，其中之“先生”意為“年長、資深之傳授知識(shí)者”，與教師、老師之意基本一致?！ ?shí)驗(yàn)演示：教師將一塊偏振片在筆記本電腦前轉(zhuǎn)動(dòng)，請(qǐng)學(xué)生觀察屏幕的變化情況。
語文課本中的文章都是精選的比較優(yōu)秀的文章，還有不少名家名篇。如果有選擇循序漸進(jìn)地讓學(xué)生背誦一些優(yōu)秀篇目、精彩段落，對(duì)提高學(xué)生的水平會(huì)大有裨益?，F(xiàn)在，不少語文教師在分析課文時(shí)，把文章解體的支離破碎，總在文章的技巧方面下功夫。結(jié)果教師費(fèi)勁，學(xué)生頭疼。分析完之后，學(xué)生收效甚微，沒過幾天便忘的一干二凈。造成這種事倍功半的尷尬局面的關(guān)鍵就是對(duì)文章讀的不熟。常言道“書讀百遍，其義自見”，如果有目的、有計(jì)劃地引導(dǎo)學(xué)生反復(fù)閱讀課文，或細(xì)讀、默讀、跳讀，或聽讀、范讀、輪讀、分角色朗讀，學(xué)生便可以在讀中自然領(lǐng)悟文章的思想內(nèi)容和寫作技巧，可以在讀中自然加強(qiáng)語感，增強(qiáng)語言的感受力。久而久之，這種思想內(nèi)容、寫作技巧和語感就會(huì)自然滲透到學(xué)生的語言意識(shí)之中，就會(huì)在寫作中自覺不自覺地加以運(yùn)用、創(chuàng)造和發(fā)展。 電腦屏幕隨著偏振片的轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)生明顯的明暗的變化。如圖1所示。學(xué)生觀察到這一奇妙的現(xiàn)象時(shí)，都不由地發(fā)出驚嘆聲，不禁問道：為什么會(huì)發(fā)生這種現(xiàn)象呢?學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性被充分調(diào)動(dòng)起來。
觀察內(nèi)容的選擇，我本著先靜后動(dòng)，由近及遠(yuǎn)的原則，有目的、有計(jì)劃的先安排與幼兒生活接近的，能理解的觀察內(nèi)容。隨機(jī)觀察也是不可少的，是相當(dāng)有趣的，如蜻蜓、蚯蚓、毛毛蟲等，孩子一邊觀察，一邊提問，興趣很濃。我提供的觀察對(duì)象，注意形象逼真，色彩鮮明，大小適中，引導(dǎo)幼兒多角度多層面地進(jìn)行觀察，保證每個(gè)幼兒看得到，看得清。看得清才能說得正確。在觀察過程中指導(dǎo)。我注意幫助幼兒學(xué)習(xí)正確的觀察方法，即按順序觀察和抓住事物的不同特征重點(diǎn)觀察，觀察與說話相結(jié)合，在觀察中積累詞匯，理解詞匯，如一次我抓住時(shí)機(jī)，引導(dǎo)幼兒觀察雷雨，雷雨前天空急劇變化，烏云密布，我問幼兒烏云是什么樣子的，有的孩子說：烏云像大海的波浪。有的孩子說“烏云跑得飛快?！蔽壹右钥隙ㄕf“這是烏云滾滾?！碑?dāng)幼兒看到閃電時(shí)，我告訴他“這叫電光閃閃?！苯又變郝牭嚼茁曮@叫起來，我抓住時(shí)機(jī)說：“這就是雷聲隆隆?！币粫?huì)兒下起了大雨，我問：“雨下得怎樣?”幼兒說大極了，我就舀一盆水往下一倒，作比較觀察，讓幼兒掌握“傾盆大雨”這個(gè)詞。雨后，我又帶幼兒觀察晴朗的天空，朗誦自編的一首兒歌：“藍(lán)天高，白云飄，鳥兒飛，樹兒搖，太陽公公咪咪笑?！边@樣抓住特征見景生情，幼兒不僅印象深刻，對(duì)雷雨前后氣象變化的詞語學(xué)得快，記得牢，而且會(huì)應(yīng)用。我還在觀察的基礎(chǔ)上，引導(dǎo)幼兒聯(lián)想，讓他們與以往學(xué)的詞語、生活經(jīng)驗(yàn)聯(lián)系起來，在發(fā)展想象力中發(fā)展語言。如啄木鳥的嘴是長長的，尖尖的，硬硬的，像醫(yī)生用的手術(shù)刀―樣，給大樹開刀治病。通過聯(lián)想，幼兒能夠生動(dòng)形象地描述觀察對(duì)象。 圖1
教師告訴學(xué)生手中的這片圓形薄片叫偏振片，這種現(xiàn)象稱為偏振現(xiàn)象。為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢，這是本堂課要解決的重要內(nèi)容之一，希望大家在觀察接下來的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和現(xiàn)象分析后都能知道其中的原因。
二、實(shí)驗(yàn)過程、現(xiàn)象解釋
波有橫波和縱波之分，光是橫波還是縱波，是否所有的波都有偏振現(xiàn)象，日常生活中有哪些常見的偏振現(xiàn)象，對(duì)我們的生活有些什么樣的影響，我們一起來學(xué)習(xí)和探討。
為了更好的理解和解釋光的偏振現(xiàn)象，我們從直觀、具體的機(jī)械波的分析入手。
(一)機(jī)械波的偏振實(shí)驗(yàn)演示
實(shí)驗(yàn)1：取一軟繩和中間有一“狹縫”的硬紙板，使軟繩從“狹縫”中穿過，請(qǐng)兩位同學(xué)分別控制繩的兩端，其中一端固定不動(dòng)，另一端的同學(xué)上下抖動(dòng)，形成一列繩波。調(diào)節(jié)狹縫的方向，第一次與繩波的振動(dòng)方向相同，第二次與繩波的振動(dòng)方向垂直，觀察繩波經(jīng)過狹縫后的現(xiàn)象。
現(xiàn)象：繩波的振動(dòng)方向與狹縫的方向平行時(shí)，傳播情況正常;振動(dòng)方向與狹縫方向垂直時(shí)，繩波經(jīng)過狹縫后消失?，F(xiàn)象如圖2所示。
圖2
實(shí)驗(yàn)2：用一彈簧經(jīng)過“狹縫”，輕撥彈簧，形成一列彈簧波。旋轉(zhuǎn)狹縫方向，觀察彈簧波的情況。
現(xiàn)象：無論“狹縫”如何，彈簧波均正常傳播，如圖3所示。
圖3
結(jié)論：橫波的振動(dòng)方向與狹縫方向垂直時(shí)，波的傳遞受到影響，這種現(xiàn)象就是偏振現(xiàn)象，偏振是橫波特有的現(xiàn)象。
光波是橫波還是縱波，也可用類似的方法檢驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)3：利用偏振片檢驗(yàn)自然光是橫波還是縱波。
偏振片介紹：偏振片由特定的材料制成，每個(gè)偏振片都有一個(gè)特定的方向，只有沿著這個(gè)方向振動(dòng)的光波才能通過偏振片，這個(gè)方向叫做“透振方向”。偏振片對(duì)光波的作用就象“狹縫”對(duì)機(jī)械波的作用一樣。
偏振光介紹：只沿著某個(gè)特定方向振動(dòng)的光。
自然光介紹：太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著垂直于傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度都相同。如圖4所示。
圖4
重復(fù)實(shí)驗(yàn)1的演示實(shí)驗(yàn)，再次觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
電腦屏幕本質(zhì)上是一片偏振片，圓形薄片是另一片偏振片，當(dāng)光束通過第一片偏振片P(起偏器)之后(如圖5所示)，旋轉(zhuǎn)第二塊偏振片Q(檢偏器)，可以看見光斑亮度周期性變化。當(dāng)兩個(gè)偏振片平行時(shí)，透光最強(qiáng)。當(dāng)兩個(gè)偏振片垂直時(shí)，透光最弱。如圖5所示。
圖5
通過分析，請(qǐng)學(xué)生嘗試類比機(jī)械波的偏振來解釋上面的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。
當(dāng)激光通過第一片偏振片P后，相當(dāng)于被“狹縫”卡了一下，只有振動(dòng)方向跟“狹縫”方向平行的光才能通過，激光通過偏振片P(起偏器)后雖然變成了偏振光，但由于沿各個(gè)方向的振動(dòng)情況相同，無論偏振片透振方向如何，都會(huì)有相同強(qiáng)度的光透射過來，再通過第二塊偏振片Q(檢偏器)時(shí)就不同了。無論旋轉(zhuǎn)哪塊偏振片，當(dāng)兩塊偏振片透振方向相同時(shí)，透射光最強(qiáng)，當(dāng)兩偏振片透振方向垂直時(shí)，透射光完全消失，最弱。
上面的實(shí)驗(yàn)表明，光是一種橫波。只有橫波才有偏振現(xiàn)象。
2020高中物理光的偏振教案三
【教學(xué)目標(biāo)】
(一)知識(shí)與技能
1.通過實(shí)驗(yàn)，認(rèn)識(shí)振動(dòng)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(jī)械波的偏振實(shí)驗(yàn)和光的偏振實(shí)驗(yàn)掌握類比研究物理問題的方法。
2.通過對(duì)光的偏振應(yīng)用的學(xué)習(xí)，提高應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。
(三)情感、態(tài)度與價(jià)值觀
通過課外活動(dòng)觀察光的偏振現(xiàn)象培養(yǎng)學(xué)生聯(lián)系實(shí)際學(xué)習(xí)物理的觀念和習(xí)慣。
【教學(xué)重點(diǎn)】
光的偏振實(shí)驗(yàn)的觀察和分析。
【教學(xué)難點(diǎn)】
光振動(dòng)與自然光和偏振光的聯(lián)系。
通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象使學(xué)生認(rèn)清機(jī)械波中橫波的偏振現(xiàn)象，再通過機(jī)械波與光波的類比，實(shí)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(shí)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(qǐng)同學(xué)們回憶一下機(jī)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(dòng)方向和傳播方向垂直的波叫橫波，抖動(dòng)水平軟繩時(shí)產(chǎn)生的波就是橫波，振動(dòng)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(dòng)時(shí)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(dòng)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(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)的情況，看波能否通過狹縫傳到木板的另一側(cè)。
師：請(qǐng)一位同學(xué)來表述一下看到的現(xiàn)象。
生：對(duì)繩上形成的橫波，當(dāng)狹縫與振動(dòng)方向一致時(shí)，波不受阻礙，能通過狹縫，而當(dāng)狹縫與振動(dòng)方向垂直時(shí)，波被狹縫擋住，不能通過狹縫傳到木板另一端，對(duì)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(cuò)，還有同學(xué)要補(bǔ)充嗎?
生：在繩上橫波傳播過程中，當(dāng)狹縫既不與振動(dòng)方向平行也不與振動(dòng)方向垂直時(shí)，有部分振動(dòng)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(huì)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(gè)機(jī)械波是橫波還是縱波。雖然這種方法對(duì)判斷機(jī)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(qiáng)調(diào)起偏器P和檢偏器Q的作用，演示同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)真觀察隨著檢偏器Q的轉(zhuǎn)動(dòng)屏上光照強(qiáng)度的變化)
師：請(qǐng)大家看這個(gè)薄片，它在我們這個(gè)演示實(shí)驗(yàn)中的作用與前面的帶有狹縫的木板類似，它上面有一個(gè)特殊的方向稱透振方向，只有振動(dòng)方向與透振方向平行的光波才能透過偏振片，下面請(qǐng)大家認(rèn)真觀察。
[現(xiàn)象1]用一個(gè)起偏器觀察自然光，偏振片是透明的，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)P時(shí)，透射光強(qiáng)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(gè)結(jié)論的呢?
生：與前面縱波實(shí)驗(yàn)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(gè)方向都有振動(dòng)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(shí)，透射光強(qiáng)度最大。[投影]
[現(xiàn)象3]以光傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)時(shí)，透射光強(qiáng)度減弱。當(dāng)Q與P透振方向垂直時(shí)，屏上最暗，光強(qiáng)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(dòng)的光，而且各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)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(gè)特定方向振動(dòng)，這種光叫做偏振光。橫波只沿著某一個(gè)特定方向振動(dòng)，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(gè)現(xiàn)象呢?
(學(xué)生基本上能根據(jù)與機(jī)械波類比解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并明確光是一種橫波。)
師：其實(shí)，除了從太陽、電燈這樣一些從光源直接發(fā)出的光外，通?？吹降慕^大部分光都是偏振光，請(qǐng)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。
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