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1、 4.4 光的偏振 教案 一、教學目標 知識目標： 1、了解橫波的偏振現(xiàn)象，知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象。 2、知道光波是橫波。掌握自然光、偏振光（全偏振光、部分偏振光）等概念。 3、知道反射光和折射光都是不同程度的偏振光。 4、了解光的偏振現(xiàn)象在生活和科學技術中的重要應用。 技能目標： 1、掌握利用宏觀現(xiàn)象的規(guī)律研究微觀領域中相似現(xiàn)象的科學研究方法。 2、通過光的偏振現(xiàn)象的研究，培養(yǎng)學生善于動手動腦、敢于猜想、喜歡探究的學習習慣和科學的思維方法。 情感、價值觀目標： 1、通過“光的偏振現(xiàn)象”的實驗探究，懂得科學研究需要實事求是的科學態(tài)度和嚴謹?shù)乃季S方式。 2、通過了解光

2、的偏振現(xiàn)象的應用，深切體會科學知識的實用價值和掌握科學知識的人生價值，激發(fā)學生熱愛科學的情懷和刻苦學習的熱情。 教學重點 1、橫波與縱波的區(qū)別（研究光波的基礎）；橫波的偏振現(xiàn)象。 2、光的偏振現(xiàn)象的實驗探究。 3、自然光、偏振光、部分偏振光等概念。 教學難點 1、光的偏振現(xiàn)象的實驗探究。 2、運用光的偏振現(xiàn)象分析解決問題。 教學器材 輕繩、紙箱、輕彈簧、紙片、激光發(fā)生器、偏振片（起偏器、檢偏器）、光屏、半圓形玻璃、平面鏡、鐵架臺。 教學過程 (引子:世界是美好的。由于有了光，自然界才變得五彩繽紛、多姿多彩。但是，可以說我們現(xiàn)在對這個帶給我們光明和燦爛的東西知之甚少……)

3、 2 / 8 (一)、提出問題 光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有波動性，即光是一種波，但光是橫波還是縱波呢？學生根據(jù)已有的知識或經(jīng)驗先說一說他們的看法，或者提出驗證的設想。 (二)一、橫波與縱波的區(qū)別 （學生先說一說兩者已知的一些區(qū)別。） 1、偏振現(xiàn)象 演示：橫波的偏振現(xiàn)象 軟繩穿過一個有狹縫的紙箱： a.狹縫與振動方向平行； b.狹縫與振動方向垂直。分別在繩上形成一列橫波，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。（兩學生配合做） c.把輕繩換成輕彈簧改用縱波做實驗，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 (1)在垂直于波傳播方向的平面上，只有沿著平行于狹縫方向的振動才可通過狹縫，這種現(xiàn)象叫偏振。 (2)只有

4、橫波才有偏振現(xiàn)象。 2、在垂直于橫波傳播方向的平面上，對應著質(zhì)點無數(shù)個可能的振動方向 如圖所示。（圖略） （以上兩個區(qū)別是下面關于光的偏振現(xiàn)象的重要的研究基礎。機械波是橫波還是縱波可以從現(xiàn)象上直接看出來。光雖然是可見的，但我們不能直接看出它是橫波還是縱波。理解好橫波的這些特點是探究光的波動形式的關鍵所在，是本章學習的重要伏筆。） （三）二、光的偏振現(xiàn)象 1、探究光是橫波還是縱波 研究課題：根據(jù)橫波和縱波的特點，設計怎樣的實驗來判斷光是橫波還是縱波。 猜想與假設： （學生展開討論，發(fā)表各自的見解。鼓勵學生積極思考，大膽假設，提出創(chuàng)新性研究方案?！商崾荆豪妙愃茩C械波的實

5、驗，把宏觀規(guī)律用之于微觀現(xiàn)象的研究。） 選擇器材：激光發(fā)生器，光屏，偏振片，鐵架臺。 （原則上來說，只要是平行等距離的細縫都可做偏振片。引導學生思考：對于光來說，對這樣的狹縫有什么要求？為什么？ 細長的狹縫方向叫“透振方向”，只有沿著這個方向的波才可以通過偏振片。） 實驗設計（演示與觀察）： （實驗效果預測：實驗可能觀察效果不是很好。這說明大班教學弊多利少；不是老師超編而是學生超編，每班在20人以下多好啊。） a.讓激光器發(fā)出的光通過一塊偏振片，使光線投射到光屏上，把偏振片旋動1800，觀察屏上光強度的變化情況。 根據(jù)以上現(xiàn)象說明光是縱波嗎？（可能是縱波？為什么？也可能是

6、橫波？為什么？） b.在實驗a的情況中增加一塊偏振片（前一塊偏振片叫起偏器，后一塊偏振片叫檢偏器），把這一塊偏振片轉動1800，觀察光屏上光強度的變化情況。（兩次出現(xiàn)亮度最強，兩次出現(xiàn)亮度最暗） 根據(jù)以上現(xiàn)象說明光是什么形式的波？（能肯定嗎？） 實驗結論 (1)光是橫波。 (2)偏振光：通過偏振片的光，在垂直于波傳播方向的平面上，只沿著某個特定的方向振動，這種光叫偏振光。 思維引導：為什么在上面的實驗中要用兩個偏振片才能檢驗出光是橫波還是縱波，而在機械波的研究中只用一個偏振片就能區(qū)分橫波與縱波？ (3)自然光：包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿著各個方向振動的光強

7、度都相同。這種光叫“自然光”。 2、思維拓展(創(chuàng)新實驗) 研究課題：研究反射光和折射光的偏振情況。 把激光照射到半圓形玻璃（的半圓面）上，讓光分為反射光和折射光。 思維引導： a.從能量守恒的角度來思考：反射光和折射光應該是自然光還是偏振光？ b.當反射光與折射光垂直時，反射光最弱、折射光最強，你又會猜想到什么？反射光有沒有可能是只包含一個振動方向的（全）偏振光？ 分別觀察通過一塊偏振片后透射光強度的變化情況。 實驗結論： (1)自然光通過兩種介質(zhì)的分界面時，反射光和折射光都是不同程度的偏振光。 (2)當反射光與折射光垂直時，反射光是全偏振光（只包含一個振動方向的光），而折

8、射光是部分偏振光（不包含某些振動方向的光）。 （注：以往教材中及許多資料上――如《學法大視野》第50面：“自然光射到兩種介質(zhì)的分界面上，如果反射光與折射光垂直，反射光和折射光都是全偏振光”是不正確的，折射光只有再通過多次折射后才可近似成為全偏振光，參看《光學教程》－－姚啟鈞著。新教材中表述為：“自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射時，反射光和折射光都是偏振光，入射角變化時偏振程度也有所變化”，這種表述才是科學的。這里所說的“偏振光”顯然是指“不同程度的偏振光”，也包括反射光是全偏振光的情況。） 3、知識梳理 自然光――偏振光――橫波。 獲得偏振光的方法：偏振片；反射與折

9、射。 （四）三、偏振現(xiàn)象的應用（思維提升） 1、發(fā)明科技、實用產(chǎn)品：液晶顯示。 結構：偏振片－電極板—液晶－電極板－偏振片） 原理：偏振－液晶旋光900－通過偏振片－反射（無電壓有旋光性）或不反射（有電壓無旋光性）。 2、提高產(chǎn)品質(zhì)量：照相機鏡頭前裝偏振片，照相清晰。 原理：讓偏振片的透振方向與反射光的偏振方向垂直，減弱反射光。 3、提高生活質(zhì)量：立體電影。 原理：用兩個鏡頭從不同方向同步拍攝，放映時兩部電影機鏡頭前加偏振片，透振方向互相垂直，同時放映，用偏振光把景物投影在銀幕上形成重疊的圖象。觀眾戴上偏振眼鏡（偏振片也互相垂直），每只眼鏡只看到相應的偏振光，人眼就產(chǎn)生直接觀察時的立體感。 （沒有偏振眼鏡能否看立體電影？不能。） 4、保護人類少受傷害：偏振太陽鏡。 學生分析：用偏振片做太陽鏡有哪些好處？安裝鏡片時它的透振方向應該沿什么方向？利用偏振眼鏡可以做哪些實驗？ （結束：世界是美好的，但沒有光的世界是痛苦的，我們應該保護好我們的眼睛，盡情地享受自然界美麗的光彩；更應該珍惜美好的時光，把精力放在學習上，努力學好文化科學知識，將來為國家、社會作出應有的貢獻。） 教學反思： 溫馨提示：最好仔細閱讀后才下載使用，萬分感謝！