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1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-----傾情為你奉上 《光的偏振》教學(xué)設(shè)計(jì) 江西石城中學(xué)：溫樹平 教材內(nèi)容：新課標(biāo)人教版 選修3-4 第十三章第六節(jié) 《光的偏振》 高二年級(jí) 教學(xué)目標(biāo)： 一．知識(shí)目標(biāo)： 1．知道振動(dòng)中的偏振現(xiàn)象，知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象 2．知道偏振光和自然光的區(qū)別，知道光的偏振說明光是橫波 二．能力目標(biāo)： 1．學(xué)習(xí)科學(xué)研究的思維方法，體會(huì)科學(xué)發(fā)展的嚴(yán)密性。 2．培養(yǎng)學(xué)生為問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、通過實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)結(jié)論的能力。 三．情感目標(biāo)： 1. 培養(yǎng)良好的物理實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，學(xué)會(huì)用理論指導(dǎo)實(shí)踐，用實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證理論． 2. 知道在學(xué)習(xí)物理的過程中，做好實(shí)驗(yàn)的重要性．

2、教學(xué)重難點(diǎn)：　　 重點(diǎn)： 1. 使學(xué)生了解偏振現(xiàn)象及運(yùn)用光的偏振知識(shí)來解釋一些常見的光學(xué)現(xiàn)象　　 2. 知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象，知道光有偏振現(xiàn)象所以光是一種橫波　　 難點(diǎn)： 通過兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生接受光有偏振現(xiàn)象，因?yàn)槠袷菍W(xué)生接觸的一個(gè)新概念，所以做好演示實(shí)驗(yàn)并通過設(shè)疑如何引導(dǎo)學(xué)生思考、討論、類比、推理、判斷得到結(jié)論是本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵和突破口?！? 教學(xué)方法： 教學(xué)是教師教學(xué)生學(xué)的雙邊活動(dòng)，教師在課前必須對(duì)學(xué)生有一定了解。高二學(xué)生已經(jīng)具有一定的抽象思維能力，但光的偏振現(xiàn)象對(duì)他們來說是完全陌生而又抽象的，而機(jī)械波的偏振現(xiàn)象相對(duì)形象些。故要本著由淺入深，新舊聯(lián)系，全面系統(tǒng)的原則

3、去講課，先做好機(jī)械波模擬實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生認(rèn)識(shí)機(jī)械波的偏振，進(jìn)而認(rèn)識(shí)偏振是橫波特有的現(xiàn)象作為知識(shí)鋪墊后然后再做光的偏振實(shí)驗(yàn)，在分析光的偏振實(shí)驗(yàn)時(shí)，要引導(dǎo)學(xué)生理解實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路且與機(jī)械波實(shí)驗(yàn)相類比。偏振現(xiàn)象的應(yīng)用屬于了解性的，采用老師用幻燈片展示語言介紹，學(xué)生分析思考的方法，而不讓學(xué)生課前預(yù)習(xí)查找，減輕學(xué)生課外學(xué)習(xí)負(fù)擔(dān)，同時(shí)讓學(xué)生知道光偏振并不是陌生的，而是在生產(chǎn)生活中很常見，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。由于光的偏振現(xiàn)象的抽象性及學(xué)生的抽象思維能力有限，所以在教學(xué)中主要采用教師設(shè)疑，學(xué)生探討的問題探究教學(xué)模式，讓學(xué)生觀察、思考、討論，充分發(fā)表意見，這樣既有利于突出重點(diǎn)，化解難點(diǎn)，又充分發(fā)揮了學(xué)生的主體性?！　?

4、 教具：長繩、長輕彈簧、有狹縫的紙板、激光源、偏振片、powerpoint課件、flash課件、有攝像頭的電腦 教學(xué)過程： 一．新課引入： 一條竹竿橫著進(jìn)教室進(jìn)不了，看看門，把扁擔(dān)豎起來進(jìn)教室，給學(xué)生設(shè)下懸念 。（老師進(jìn)教室上課時(shí)演示） 師：通過前面幾節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們對(duì)于光的本性的認(rèn)識(shí)逐步加深，我們知道了光能夠產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象，而這正好說明了光應(yīng)該是一種波。而波有橫波和縱波之分，由此，我們必然會(huì)想到光究竟是橫波還是縱波？我們又該如何去判斷和驗(yàn)證？ 二、新課教學(xué)： 首先我們來回憶一下橫波和縱波。 問題一：請(qǐng)同學(xué)回答一下橫波和縱波有什么區(qū)別？ 生：質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向和傳播方向

5、如果平行則為縱波；振動(dòng)方向和傳播方向垂直的則是橫波。 師：很好。我們從振動(dòng)方向和傳播方向的關(guān)系上上可以區(qū)別它們。那如果有一列波，我們?nèi)庋塾^察不到它的振動(dòng)情況， 問題二：比如說光波，我們?cè)撊绾蝸砼袛嗨烤箤儆跈M波還是縱波？（讓學(xué)生思考，同桌討論，并視情況決定是否提問。） 師：光我們是可以看見的，但是它屬于橫波還是縱波我們好象沒有辦法判斷?，F(xiàn)在我提供一種判斷橫波和縱波的方法。 1、師生共同演示實(shí)驗(yàn)：繩波通過有狹縫的紙板，老師擺繩，學(xué)生調(diào)整紙板的方向。長輕彈簧通過挖有狹縫的紙板。 （課件1的演示，縱波能夠通過，而橫波必須在特定情況下才能夠通過） 2、現(xiàn)象： 橫波只能通過與其振動(dòng)方向

6、相同的狹縫，稱為偏振現(xiàn)象。 縱波能通過任何方向的狹縫。 3、結(jié)論： 只有橫波才有偏振現(xiàn)象 而縱波無偏振問題 問題三：好，現(xiàn)在就請(qǐng)同學(xué)們看看能不能在這個(gè)基礎(chǔ)上幫我設(shè)計(jì)一個(gè)能夠判斷光是橫波還是縱波的實(shí)驗(yàn)。 （讓學(xué)生回答，篩選出合適的方案） 師：這個(gè)方案不錯(cuò)，不過我們還得再仔細(xì)考慮一個(gè)問題：那就是這個(gè)狹縫的寬度大概有多少？我們不難想象，如果縫很寬，那不管怎么轉(zhuǎn)動(dòng)光還是可以穿過來的，因此，縫的寬度要小于光波的振幅。好象很不容易做到。幸好科技發(fā)達(dá)，這個(gè)問題科學(xué)家已經(jīng)問我們解決了。 通光方向 通 不通 取出偏振片給學(xué)生觀察，并且說明該偏振片可以看成由很多細(xì)小的狹縫組成。偏振片由特定的

7、材料制成，它上面有一個(gè)特殊的方向（叫做透振方向），只有振動(dòng)方向與透振方向平行的光波才能通過偏振片．偏振片對(duì)光波的作用就像上圖中的狹縫對(duì)于機(jī)械波的作用一樣． 演示1：讓學(xué)生觀察黑板上的“光”字：將攝像頭對(duì)準(zhǔn)“光”字，把相片通過電腦投影到屏幕上。把一個(gè)偏振片覆蓋在攝像頭上面，轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片，看看字跡是否會(huì)消失。 演示2：讓一束電筒光束通過偏振片照射到屏幕上，讓學(xué)生觀察當(dāng)偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)透過偏振片的光線是否會(huì)消失。 現(xiàn)象：“光”不會(huì)消失，電筒光束也不會(huì)消失。 師：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)剛才的現(xiàn)象作出判斷。 生：經(jīng)過偏振片后的光線亮度不變，所以判斷出光應(yīng)該是縱波。 師：不錯(cuò)，這個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象很明白的告訴了我們，

8、光應(yīng)該是屬于縱波。很長一段時(shí)間來，科學(xué)家們也認(rèn)為光應(yīng)該是縱波。 問題四：但是無意中的一些實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了一些無法解釋的現(xiàn)象。下面我們就來看究竟是什么現(xiàn)象。 我們來觀察這樣的現(xiàn)象： 演示1．讓激光通過偏振片，看激光束亮度的變化。 演示2． 讓兩塊偏振片相交轉(zhuǎn)動(dòng)，讓學(xué)生觀察黑板上的“光”字有沒有變化。 演示3. 讓手電筒光束通過兩塊偏振片，轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片，看透過的光束亮度有否變化？ 師：如何解釋這樣的現(xiàn)象？光究竟是不是縱波？（設(shè)問） 總結(jié)：光如果是縱波，那這樣的現(xiàn)象是無法解釋的；那如果是橫波，是怎樣的橫波呢？如何來解釋看起來似乎前后矛盾的結(jié)果？ 經(jīng)過科學(xué)家的不懈努力，終于解決了這個(gè)問題，并

9、且確定了光應(yīng)該是橫波。 也說明有些光有特定的振動(dòng)方向，有些光各個(gè)方向的振動(dòng)情況相同 （向?qū)W生說明自然光、偏振光） 定義： 偏振光：在垂直于傳播方向的平面上只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)的光. 在紙面內(nèi)振動(dòng) 垂直紙面的振動(dòng) 自然光：與傳播方向垂直的各個(gè)方向振動(dòng)的光波強(qiáng)度都相同，這樣的光稱之為自然光。（太陽、電燈等直接發(fā)出的光） 偏 振：橫波只沿著某一個(gè)特定的方向振動(dòng)，稱為波的偏振。 師：我們常見的光，除了太陽、燈泡等直接發(fā)出的光為自然光外，其他大多數(shù)反射光、折射光都屬于偏振光。 下面就請(qǐng)同學(xué)們一起來看橫波對(duì)以上現(xiàn)象的解釋。 （演示flash 課件2，） 下面我們小結(jié)一

10、下剛才的實(shí)驗(yàn)和結(jié)論 問題五：產(chǎn)生上述現(xiàn)象的原因 （1）太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在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．這種光叫做自然光 . （2）自然光通過第一個(gè)偏振片（叫做起偏器）之后，只有振動(dòng)方向跟偏振片的透振方向一致的光波才能通過．也就是說，通過第一個(gè)偏振片的光波，在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個(gè)特定的方向振動(dòng)．這種光叫做偏振光． 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． （3）通過第一個(gè)偏振片的偏振光再通過第二個(gè)偏振片（稱為檢偏器）時(shí)，如果兩個(gè)偏振片的透振方向平行，那么，通過第一個(gè)偏振光的振

11、動(dòng)方向跟第二個(gè)偏振片的透振方向平行，透射光的強(qiáng)度最大． 問題六：偏振光的獲得 生：偏振片法。 師：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．反射和折射法也可以獲得偏振光。 自然光射到兩種介質(zhì)的界面上，如果光入射的方向合適，使反射光與折射光之間的夾角恰好是90°，這時(shí)，反射光和折射光就都是偏振的，并且偏振方向互相垂直． 例：兩個(gè)偏振片緊靠在一起將它們放在一盞燈的前面以致沒有光通過．如果將其中的一片旋轉(zhuǎn)180度，在旋轉(zhuǎn)過程中，將會(huì)產(chǎn)生下述的哪一種現(xiàn)象（ ）　 A、透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，然后又減少到零 　　B、

12、透過偏振片的光強(qiáng)光增強(qiáng)，然后減少到非零的最小值 　　C、透過偏振片的光強(qiáng)在整個(gè)過程中都增強(qiáng) 　　D、透過偏振片的光強(qiáng)先增強(qiáng)，再減弱，然后又增強(qiáng) 生：A正確 問題七：光的偏振現(xiàn)象有很多應(yīng)用： 應(yīng)用1：如果要拍攝玻璃櫥窗里的陳列物或者水面之下的物體，或者遠(yuǎn)處的建筑物天空等物體，由于光的反射或者空氣的散射，不容易拍攝清楚；而如果在照相機(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，那就可以減弱反射而使拍攝的景物清晰。 應(yīng)用2：偏光鏡頭 立體電影 師：《立體電影》的故事 兩個(gè)人去看一部新的立體電影，電影一開始就是令人緊張的滑行軌道車場面。電影剛

13、放映，其中的一個(gè)人的臉就變成了淺綠色?！　? “對(duì)不起，”他對(duì)他的同伴說，“我得離開這兒。我覺得惡心。” “你能不能坐下，別像一個(gè)小孩子！”同伴要求說，“這只是一部電影?！? 一分鐘后軌道車呼嘯著滑下一個(gè)陡坡，第一個(gè)人呻吟著說：“我想呼吸一些新鮮空氣。” “坐下，”他的朋友小聲說，“你太使我難堪了，這是一部電影。” 幾秒鐘后那人臉色灰白站了起來?！拔业纳系郏彼f，“我不能呆在這兒了，我一定得離開?！? “聽著，”他的同伴吼叫著，“你能不能坐下，要不我們都得從這玩意兒里摔出去，去見上帝！” 這個(gè)故事無非就是告訴我們立體電影非常逼真，那它究竟是用的什么原理呢？立體電影是用兩個(gè)鏡頭如人眼那

14、樣從兩個(gè)不同方向同時(shí)拍攝下景物的像，制成電影膠片。在放映時(shí)，通過兩個(gè)放映機(jī)，把用兩個(gè)攝影機(jī)拍下的兩組膠片同步放映，使這略有差別的兩幅圖像重疊在銀幕上。這時(shí)如果用眼睛直接觀看，看到的畫面是模糊不清的，要看到立體電影，就要在每架電影機(jī)前裝一塊偏振片，它的作用相當(dāng)于起偏器。從兩架放映機(jī)射出的光，通過偏振片后，就成了偏振光。左右兩架放映機(jī)前的偏振片的偏振化方向互相垂直，因而產(chǎn)生的兩束偏振光的偏振方向也互相垂直。這兩束偏振光投射到銀幕上再反射到觀眾處，偏振光方向不改變。觀眾用上述的偏振眼鏡觀看，每只眼睛只看到相應(yīng)的偏振光圖象，即左眼只能看到左機(jī)映出的畫面，右眼只能看到右機(jī)映出的畫面，這樣就會(huì)像直接觀看那

15、樣產(chǎn)生立體感覺。這就是立體電影的原理。 當(dāng)然，實(shí)際放映立體電影是用一個(gè)鏡頭，兩套圖象交替地印在同一電影膠片上，還需要一套復(fù)雜的裝置，這里就不涉及了。 應(yīng)用3：偏振光眼鏡 釣具輔助具之一。指釣者在釣魚時(shí)用于觀察水面、浮漂時(shí)，可消除浮漂、水面反光的特種眼鏡。該鏡還可防止陽光刺眼。其鏡片顏色有茶色、灰色和墨綠色。其原理是在光波中有自然光和偏振光兩種。自然光的電磁波是向四面八方振動(dòng)的，即所謂出現(xiàn)光線的漫反射。這樣，釣者用肉眼和普通太陽鏡觀察水面上的浮原時(shí)會(huì)出現(xiàn)倒影，加上水面波紋閃動(dòng)反光，很難看清浮漂。而偏振鏡片中間的膠膜內(nèi)含有無數(shù)細(xì)小的桿狀晶體，均朝一個(gè)方向順序均勻地排列，故通過偏振眼鏡后的光線

16、只能朝一個(gè)方向振動(dòng)、影象清晰。 應(yīng)用4：液晶顯示 我們用的計(jì)算器上的液晶顯示屏也用到了光的偏振原理。光的偏振這部分內(nèi)容如果深入下去其實(shí)還有很多值得研究的地方，但我們中學(xué)里不再要求深入，點(diǎn)到為止。如果有興趣的同學(xué)將來可以再去搞研究。 應(yīng)用5、汽車車燈與前窗玻璃 汽車夜間在公路上行駛與對(duì)面的車輛相遇時(shí)，為了避免雙方車燈的眩目，司機(jī)都關(guān)閉大燈，只開小燈，放慢車速，以免發(fā)生車禍。如駕駛室的前窗玻璃和車燈的玻璃罩都裝有偏振片，而且規(guī)定它們的偏振化方向都沿同一方向并與水平面成45度角，那么，司機(jī)從前窗只能看到自已的車燈發(fā)出的光，而看不到對(duì)面車燈的光，這樣，汽車在夜間行駛時(shí)，即不要熄燈，也不要減

17、速，可以保證安全行車。 應(yīng)用6、生物的生理機(jī)能與偏振光 人的眼睛對(duì)光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲的眼睛對(duì)偏振卻很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支復(fù)眼、兩支復(fù)眼，每個(gè)復(fù)眼包含有6300個(gè)小眼，這些小眼能根據(jù)太陽的偏光確定太陽的方位，然后以太陽為定向標(biāo)來判斷方向，所以蜜蜂可以準(zhǔn)確無誤地把它的同類引到它所找到的花叢。 再如在沙漠中，如果不帶羅盤，人是會(huì)迷路的，但是沙漠中有一種螞蟻，它能利用天空中的紫外偏光導(dǎo)航，因而不會(huì)迷路。 三、歸納小結(jié)： 1．光是一種橫波。 2．偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象 四、布置作業(yè)： 板書設(shè)計(jì)： 一、光的偏振態(tài)：光是橫波 三、偏振光的應(yīng)用實(shí)例

18、 自然光 照相、立體電影、偏振光眼鏡、 偏振光 液晶顯示、汽車車燈、生物視覺等等 二、偏振光的獲得 偏振片法、反射和折射法 教學(xué)反思： 1．本堂課教學(xué)設(shè)計(jì)很好的體現(xiàn)了的教學(xué)目標(biāo)： ?①觀察波動(dòng)中的偏振現(xiàn)象，知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象。 ?②知道偏振光和自然光的區(qū)別，能運(yùn)用偏振知識(shí)來解釋生活中的一些常見光學(xué)現(xiàn)象。 ?2．機(jī)械波的偏振現(xiàn)象和光的偏振現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)對(duì)比，符合中學(xué)生由具體到抽象、由表及里的思維特點(diǎn)，合理搭建了學(xué)生學(xué)習(xí)的平臺(tái)，有利于學(xué)生理解光波是橫波的本質(zhì)。同時(shí)通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比，培養(yǎng)學(xué)生的知識(shí)遷移能力。 ?3．演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生實(shí)驗(yàn)相結(jié)合、生活中常見偏振現(xiàn)象介紹，有利于擴(kuò)大學(xué)生視野，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和興趣，培養(yǎng)學(xué)生良好的物理實(shí)驗(yàn)習(xí)慣，促使學(xué)生培養(yǎng)聯(lián)系實(shí)際學(xué)習(xí)物理的觀念和習(xí)慣。特別是利用電腦攝像頭將偏振片演示實(shí)驗(yàn)的可視性大大提高，黑板上的“光”字的偏振現(xiàn)象更能給學(xué)生真實(shí)性。 ?4．繩波的偏振演示時(shí)繩子材質(zhì)和長度的選擇對(duì)繩波實(shí)驗(yàn)演示的可觀賞性有一定的影響，可選擇密度偏大，韌性較好、長度在2米左右的繩子。 ?5．課堂教學(xué)中加強(qiáng)了學(xué)生與教師的互動(dòng)，給了學(xué)生更多的討論、自主學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)，注重學(xué)生個(gè)性與共性的發(fā)展。 專心---專注---專業(yè)