高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第4节 光的偏振教案

这是一份高中物理鲁科版 (2019)选择性必修 第一册第4节 光的偏振教案，共5页。教案主要包含了偏振，光的偏振，光的偏振的应用等内容，欢迎下载使用。

(1)了解光的偏振、偏振光、自然光的内涵，知道偏振现象的应用。
(2)观察光的偏振现象，通过实验认识偏振现象。
教学重难点
教学重点
光的偏振现象、偏振现象的应用
教学难点
光的偏振现象、偏振现象的应用
教学准备
手电筒、偏振片(两个)、光屏
教学过程
新课引入
教师活动：展示3D电影院的场景。
教师口述：这是立体电影院的场景，想必大家对立体电影并不陌生。立体电影中的景物远近分明，立体感强。电影中的人好像就在我们旁边，电影中的飞机好像就在我们眼前。为什么会有这样神奇的效果呢？是不是与所戴的眼镜有关，为什么看立体电影时都要戴上一副眼镜？要回答这些问题需要从光的偏振谈起。
讲授新课
一、偏振
教师设问：波分为横波和纵波，请同学回忆一下横波和纵波的区别。
学生活动：小组内讨论老师所提问题，然后小组代表发言。
教师活动：理答。
横波中各点的振动方向与传播方向垂直，纵波中各点的振动方向与波的传播方向相同。
教师设问：如果迎着横波的传播方向观察，会发现什么现象？
教师活动：讲解偏振现象。
如果迎着波的传播方向观察，会发现即使是横波，不同的波，质点的振动方向也有可能是不同的。这就是偏振现象。横波的振动方向称为偏振方向。
教师设问：如果迎着纵波的传播方向观察，会发现什么现象？
如果迎着纵波的传播方向观察，不同的波看不出来什么区别。
只有横波才有偏振现象，纵波没有偏振现象。
教师设问：怎样判别或证明某一机械波是横波，还是纵波呢？
学生活动：小组内讨论老师所提问题，然后小组代表发言。
教师活动：理答。
让绳穿过一块带有狭缝的木板，先后将狭缝与振动方向平行放置及与振动方向垂直放置。当横波的振动方向与狭缝相同时，则此横波可以通过狭缝。若横波的振动方向与狭缝垂直时，则此横波能通过此狭缝。
若机械波是纵波，则不论狭缝的方向如何，则此机械波均能通过。
二、光的偏振
教师口述：光的干涉和衍射现象说明光具有波动性。光是横波还是纵波呢？机械波是横波还是纵波大多可以直接看出来。而光的振动方向是看不出来的，因此，只能考虑用类似机械波通过狭缝的方法来检验。
教师活动：展示演示光的偏振的实验装置。
教师活动：讲解偏振片。
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，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫作“透振方向”。
教师活动：装置实验器材，并讲解起偏器和检偏器的概念。
在靠近前源的，用于将自然光过滤为偏振光的偏振片称为起偏器，靠近光屏的用于检验光的偏振的偏振片称为检偏器。
师生活动：教师演示实验，学生观看老师演示。
(1)让手电筒、偏振片P、偏振片Q、光屏在同一高度且在同一直线上。
(2)拿掉偏振片Q，转动偏振片P，观察光屏上的变化。
(3)将偏振片Q放回原处，转动偏振片Q，观察光屏的变化。
应有的现象：拿掉偏振片Q，仅有偏振片P时，光屏上的光会比没有任何偏振片时的强度低些；无论怎样转动偏振片P，光屏上光的强度是不变化的。
将偏振片Q放回原处，转动偏振片Q时，光屏上的光的强度会发生变化。在某一方向时，与仅有偏振片P时的亮度相同，转动90度时，光屏上看不到来自手电筒的任何光。
教师活动：讲解偏振光。
具有特定振动方向的光叫作偏振光。只有横波才有偏振性，因此这个实验说明了光是横波。
光的偏振性很少被人们觉察。这是因为通常所用的光源包含数目极多的原子和分子，每个原子和分子都是一个独立的光源。虽然每一个原子或分子每一次发射所发出的光波都是偏振的，它们的振动都有确定的方向。但是由于普通的光源中各个原子或分子的发光都是各自独立的，它们发出的光的振动在各个方向上都有，不存在某个优先的振动方向。因此，当对着光波传来的方向看去时，任何方向上振动的强度都相等，并不显示出偏振性。这种光在讨论光的偏振性时称为自然光。
教师活动：讲解生活中的偏振光。
虽然普通光源性的光是自然光，但偏振光并不罕见。自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光一般是自然光和偏振光的混合。
三、光的偏振的应用
教师活动：讲解光的偏振的应用。
教师活动：播放偏振眼镜在驾驶中的应用的视频。
夜间行车时，对面的车灯有可能会使驾驶员感觉刺眼而看不清路，在汽车即将驶出隧道时也会有类似的情况，如果这时戴上偏振眼镜则可有效减少进入眼睛的光强。
摄影爱好者常备的偏振滤光片，在拍摄太阳斜照的水下景物或玻璃门窗里的图景时，会起到有效地减弱水面、玻璃面反射光的作用，从而获得清晰的照片。
立体电影也是偏振现象的应用。人眼之所以看到的物体是立体的是因为人的两只眼睛观察同一事物的视角不同，两只眼镜观察到图像在大脑中形成立体的画面。
普通的电影，用一个摄像机拍摄，只有一个视角的画面，所以产生不了立体感。立体电影用两个摄像机拍摄，这两个摄像机就相当于人的两只眼睛。放映时，将这两个摄像机拍摄的像投到同一屏幕上，且在放映机前均一个偏振片，且这两个偏振片的透镜方向是垂直的。这样两个放映机放映在屏幕上的像都是偏振光，这时若观众戴上偏振眼镜，且两个镜片的透振方向分别与放映机前的偏振片的透振方向相同。这样左侧摄像机拍摄的画面进入左眼，右侧摄像机拍摄的画面进入右眼，左右两眼看到的同一物体是不同视角的。因此立体电影能产生身临其境的感觉。
典题剖析
例1 如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明( )

A．光是电磁波B．光是一种横波
C．光是一种纵波D．光是概率波
答案：B
解析：光的偏振现象证明光是一种横波，故选B。
课堂小结