人教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光6 光的偏振 激光教学设计及反思

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光6 光的偏振 激光教学设计及反思，共6页。

课 题
人教版班中物理 选择性必修 第一册
第四章 第六节 光的偏振 激光
课 型
新授课 eq \\ac(□,√) 复习课□ 试卷讲评课□ 其他课□
授课班级
授课时间
教学内容分析
课标要求：偏振”现象是光的一种重要的特性，本节课程继续通过演示视频及动态图让学生进一步认识光的波动性的特征。
教材分析：本节完整的解释了光是横波，阐述了光的偏振现象，以及光的偏振在生产、生活、科技等方面的应用。偏振现象对于学生来说不好理解，所以教材先从绳波会发生偏振入手，再通过类比去介绍光的偏振。
学习者
分析
知识储备：具备基本的物理知识，了解光的波动性，能够理解光的干涉衍射原理。
能力基础：学生对干涉衍射现象的实际应用感兴趣，但在理论推导和实验验证方面可能存在困难。
思维能力：学生具备基本的数学计算能力，可以理解和掌握衍射公式，但对复杂数学公式和概念可能有所抗拒。
核心素养
物理观念∶知道光的偏振现象和光是一种横波。
科学思维∶通过比较偏振光和自然光的区别，能运用偏振光的知识看待生活中的光学现象。
科学探究：通过观察光的偏振现象，理解光波的是不一样的横波，有着不同的偏振方向，这一特性。
科学态度与责任∶知道我国在激光领域的先进成果，培养民族自豪感。
教学准备
多媒体课件红色彩带、带狭缝的挡板、弹簧及乒乓球、偏振片、手电筒等。
活动设计
教学内容
教师活动
学生活动
评价任务
环节一:导入新课
活动一：回顾旧知
1.回顾旧知、提出问题
呈现干涉、衍射现象的示意图：
图1 图2
【教师】呈现横波纵波示意图：

提出问题，干涉、衍射现象说明什么？
引导学生猜想：光是一种横波还是纵波，还是类似于水波。如何判断光是横波还是纵波？
说明光具有波动性
提出猜想
回顾之前所学横波与纵波知识
通过回顾干涉衍射现象，学生知道光是一种波，引导学生猜想光是一种横波还是纵波，还是类似于水波,既包含横波也包含纵波。层层引导学生，大胆猜想。接着问学生如何判断，学生不难想到之前机械波的学习中判断横波、纵波的方法，明白猜想也是需要理论依据。
环节二:新课教学
活动一：偏振
一、偏振

图5 图6

图7 图8
引导学生得出，机械波中判断横波与纵波的两个方法，将判断光波的方法类比于机械波判断方法，进而引出类比法，并介绍偏振片。（提醒学生：白色箭头表示偏振片的透振方向）
演示红色彩带水平方向上左右振动形成横波，让其穿过带狭缝的挡板，改变狭缝与波的振动方向的位置关系，让学生观察。进而引出偏振现象。
演示水平方向上左右振动的弹簧形成纵波，让其穿过带狭缝的挡板，改变狭缝与波的振动方向的位置关系如7、8所示，让学生观察。
总结得出偏振是横波特有的现象，是区别横波与纵波的又一个方法。
观察到红色彩带在水平方向上左右振动形成的横波，能穿过与振动方向平行的狭缝，不能穿过与振动方向垂直的狭缝
观察到无论狭缝的取向如何，纵波是否都能穿过
归纳总结，认真听讲，记好笔记
通过演示图5、6、7、8实验，引出偏振现象，得出偏振是区别横波与纵波的又一个方法。通过这样的学习，让学生体会到实验是得出理论的重要途径。 通过教师演示实验，一方面让学生体验实验分析过程，另一方面从中培养学生观察、分析、概括能力。

通过机械波判断横波纵波的方法，进一步归纳总结，引导学生类比，使学生更易理解利用偏振是横波特有的现象，探究光的偏振现象。
活动二：光的偏振
二、光的偏振
利用实验器具偏振片，让学生分组实验，自主进行观察完成以下活动：
任务1：
将手里的一片偏振片对着灯光或窗户
任务2：
将手里的一片偏振片对着灯光或者窗户，旋转偏振片
任务3：
通过一片偏振片，得到了偏振光，偏振光再通过一个偏振片（提醒学生：白色箭头表示偏振片的透振方向）
自然光通过偏振片，只有振动方向与偏振片透振方向一致的光能够通过，我们得到的是沿透振方向振动的偏振光，将第一个偏振片称为起偏器，用P表示。偏振光继续向前传播，通过第二个偏振片时，当两个偏振片透振方向夹角改变时，光的明暗发生变化，我们将第二个偏振片称为检偏器，用Q来表示。在刚才实验中，大家都发现当两个偏振片透振方向相同时，光的强度最亮；当两个偏振片透振方向相互垂直时，光的强度最暗了，完全没有光通过了。
归纳总结、得出结论
得出结论:光具有偏振现象，因此光是一种横波。
接下来回到课前，分析解释“明暗变化的大白”，通过小球“穿墙术”的实验进一步帮助学生理解偏振现象。
偏振现象的应用
1.在摄影中的应用——镜头前装偏振片。
2.车灯和车窗前装上偏振片
3.看电影时眼镜
利用偏振现象就可以解释课前的问题。
做一做（播放视频）
将一个偏振片放于眼睛的前方，观察通过窗户进入室内的自然光。转动偏振片，你感觉到的明暗有没有明显的变化？
对比这两种现象，进而引出自然光与偏振光。太阳光、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直方向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的强度都相同。我们把这种光称为“自然光”。自然光通过偏振片之后，只有与偏振片的透振方向一致的光波才能顺利通过。我们将通过偏振片的光，在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定的方向振动的光，称为偏振光。
同样，采用层层引导，学生自主探索
比如拍摄水面下的景物时，水面的反射光比较强，水下的景物非常不清晰，如果在镜头前加一个偏振片，使这个偏振片的透光方向与反射光的偏振方向垂直，就可以把反射光大幅减弱，从而突出水面下景物的清晰度。
晚上会车强光晃眼的问题，相信你也曾经遇到过这种刺眼的灯光，这是很容易发生交通事故，如果在车窗和车灯前装上透振方向是45度的偏振片，自己的灯光可以很清晰的透过自己的车窗，但对面汽车因为是相向而行，它的灯光振动方向恰好与本车窗透振方向垂直，这样就可以消除对面车灯的强烈炫光。
思考，动手实验，仔细观察灯光或太阳光通过一片偏振片的现象，并旋转，对比光的强度是否变化。观察实验现象，交流讨论为什么会出现这样的现象？在教师引导下分析实验现象，验证部分自然光表现出了偏振现象
继续观察偏振光通过偏振片会出现什么现象，在教师引导下分析实验现象，交流讨论，进一步验证偏振光是否具有偏振现象

观察思考，得出结论。紧跟教师思路，记录笔记。
引导学生小组探究光的偏振现象，通过学生分组实验，完成三个活动任务，并对所观察到的现象进行归纳总结，培养学生的实验观察能力、归纳概括能力及团结合作精神
活动三：激光的特点及其应用
三．激光的特点及其应用
激光技术已经慢慢被人们所熟知。其实原本自然界不存在激光，是原子受到特定刺激，内部结构发生变化时，从原内部发出的光。
激光：频率相同、相位差恒定、振动方向一致的光波。
①激光的单色性好
②激光的很高的相干性
③激光的平行度好
另外普通光源发出的光是射向四面八方的，就算再高端的探照灯也会有0.1弧度的发散角，激光的发散角只有0.001弧度，这导致探照灯的光到达月球时，光斑直径会拿到几百公里，而激光只有两公里。所以激光往返的能量更集中，更适用于精确测距，激光的这种特性被称作平行度好。
④激光亮度高
激光的用途还有很多。人们现在还在努力实现更多种类的激光，比如，频率远高于可见光、与X射线接近的超高频率激光。它们也将成为生产和科研的有力工具。
问题：激光的优势何在呢？
首先在普通的光源发光时，每个原子什么时候发光朝哪个方向发光都不确定，而且发光的频率也不一样，这样的光干涉效果并不好。而激光器发出的激光数频率相同，振动方向也相同，它具有很高的相关性，可以用来传递信息。并且激光的频率大，只能携带的信息量就大，这造就了现在主流的光纤网络。
如果把强大的激光术汇聚起来照射的物体上能在千分之一秒达到几千万度的高温，使物体瞬间气化。 利用激光役特性，可以用激光进行切割，焊接，打孔，甚至用来做激光武器。这就是激光亮度高或者说强度大的优势。
阅读教材找出激光的特点及其应用。
列举生活实例，将学生的注意力集中在光的偏振，渗透在生活中善于发现，善于观察，就能发现生活与物理息息相关的思想，更好地体现从生活走向物理，从物理走向社会。
环节三:练习
下列说法正确的是（ ）
A.光的偏振现象说明光是横波
B.光从真空斜射入某介质时，折射角大于入射角
C.在单缝衍射实验中，缝越宽得到的中央亮条纹也越宽
D.在相同的装置上做双缝干涉实验，紫光比红光的条纹宽
展示题目，引导学生解答。
解析：偏振是横波特有的现象，光能发生偏振说明光是横波，A符合题意。
通过练习回顾实验的操作步骤和相关需要注意的问题。
环节四：课堂小结
一、只有横波会发生偏振现象，纵波不会发生偏振；
二、自然光在通过偏振片时，只有振动方向与偏振片的透振方向一致的光波才能顺利通过；
三、光的偏振现象有很多应用。4、四、激光的特点：单色性好，很高的相干性，平行度非常好，亮度高。
引导学生进行课堂小结
总结本节课所学知识。
帮助学生梳理基础知识，形成知识框架。
活动五：练习与作业
完成教材P113页练习与应用
布置作业
完成作业
检验学生对知识的掌握情况。
环节六：主板书设计
4.6光的偏振 激光
一、偏振
横波：即使传播方向相同，振动方向也可能不同。称为“偏振现象”。
横波的振动方向称为“偏振方向”。
二、光的偏振：光是一种横波
自然光：包含着在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。
偏振光：沿着某个特定的方向振动
三、偏振现象的应用
激光的特点及其应用
单色性好，很高的相干性，平行度非常好，亮度高。
教学反思