[配套K12]2017-2018学年高中物理 第十三章 光 第6节 光的偏振教案 新人教版选修3-4

发布于:2021-10-27 02:28:08

配套 K12 内容资料 13.6 光的偏振 教案 物理核心素养主要由“物理观念”“科学思维”“科学探究”“科学态度与责任”四个方 面构成。 教学目标 1、观察振动的偏振现象 2、知道只有横波才有偏振现象 3、知道偏振光和自然光的区别 4、能运用偏振知识来解释生活中的一些常见光现象 重点难点:知道光的偏振现象及光的偏振现象说明光是一种横波 复*提问: (1)什么是横波?什么是纵波? 振动方向和传播方向垂直的波叫横波,抖动水*软绳时产生的波就是横波,振动方向和 传播方向一致的波叫纵波,像水*悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波。 引入: 通过前几节课的学*,我们知道光具有波动性,那么光波究竟是横波还是纵波呢?本节 课我们就来学*——第四节:光的偏振。 新课教学: 我们先通过一个实验来看看怎么判断一种波是横波还是纵波。 视频演示实验:引导学生仔细观察波传到狭缝时的情况,看波能否通过狭缝传到木板的 另一侧。 实验现象:绳上形成的横波,当狭缝与振动方向一致时,波不受阻碍,能通过狭缝,而 当狭缝与振动方向垂直时,波被狭缝挡住,不能通过狭缝传到木板另一端;对弹簧上形成的 纵波,无论狭缝怎样放置,弹簧上疏密相间的波均能顺利通过狭缝传播到木板另一侧。 思考与讨论:在横波传播过程中,当狭缝既不与振动方向*行也不与振动方向垂直时, 波能通过狭缝继续传播吗? 实验观察:有部分振动能通过狭缝。 一、横波的偏振:横波能够通过与波源振动方向不垂直的狭缝的现象称为偏振现象。 受这个实验的启示,我们可以利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波。 二、光波的偏振 仪器介绍: 1.偏振片:由特殊的材料制成,它上面有一个特殊的方向(透振方向)。只有振动方向 配套 K12 内容资料 配套 K12 内容资料 与透振方向*行的光能够完全通过偏振片。振动方向与透振方向不垂直的光可以部分通过, 振动方向与透振方向垂直的光,完全不能通过。 实验 1:让太阳光或灯光通过偏振片 P,在 P 的另一侧进行观察透射光的强度。旋转偏 振片,观察透射光的强度是否变化。 现象:可以看到偏振片是透明的。以光的传播方向为轴旋转偏振片 P,透射光强度不变; 实验 2:偏振片 P 的后面再放一个偏振片 Q,观察通过两个偏振片的透射光。什么时候 最亮?什么时候最暗? 现象:当 Q 和 P 的透振方向*行时,透射光强度最大,但是,比通过一块偏振片时要弱。 当 Q 和 P 的透振方向垂直时,透射光强度最弱,几乎为零。 实验现象分析: 由于偏振片具有这样的性质:由特殊的材料制成,它上面有一个特殊的方向(透振方向)。 只有振动方向与透振方向*行的光能够完全通过偏振片。振动方向与透振方向不垂直的光可 以部分通过,振动方向与透振方向垂直的光,完全不能通过。 实验 1 中,为什么透射光的强度不变呢?这可能与哪些因素有关? 猜想与解释:与光源有关。由太阳或电灯发出的光波,包含着在垂直于传播方向上沿一 切方向振动的光,沿着一切方向振动的光强度都相同。 实验 2 中,为什么两个偏振片的透振方向*行时,透射光最强?为什么两个偏振片的透 振方向垂直时,透射光最弱? 猜想与解释:光波是横波。太阳光或普通光源发出的光,经 P 变成沿特定方向振动的光, 当两个偏振片的透振方向相同时,通过第一个偏振片的光波也能通过第二个偏振片,所以透 射光强度大;当两个偏振片的透振方向垂直时,通过第一个偏振片的光波完全不能通过第二 个偏振片,透射光的强度最弱,几乎为零。当两个偏振片的透振方向不垂直也不*行时,透 射光的强度介于最强和最弱之间。由此说明,光波就是横波,有偏振现象。做实验时,我们 常把第一个偏振片叫做起偏器,第二个偏振片叫做检偏器。 2.自然光:在沿着光的传播方向上有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。这种光叫做自然光。 3.偏振光:自然光通过偏振片后,出现只沿着某一特定方向振动的光,这种光称为偏 振光。 4.光的偏振:偏振光只能通过透振方向与其振动方向不垂直的偏振片,不能通过透振 方向与其振动方向垂直的偏振片,这种现象称为光波的偏振现象。 5.光是一种横波。光波的电场强度矢量 E 称为光振动。光波的感光作用和生理作用主 配套 K12 内容资料 配套 K12 内容资料 要是由电场强度 E 所引起的。 光是电磁波,从上图我们看到电场强度 E 和磁感应强度 B 的振动方向都与电磁波的传播 方向垂直。实验指出:光波的感光作用和生理作用,主要是由电场强度 E 引起的,E 的振动 称为光振动。光振动沿各个方向是均匀分布的光叫做自然光。经过起偏器后光振动就只能沿 透振方向振动而成为偏振光。 三、光的偏振现象的应用 图 20—23 其实,除了从太阳、电灯这样一些从光源直接发出的光外,通常看到的绝大部分光都是 偏振光,请大家看课本图 20—20,在这里反射光和折射光都是偏振光,且两者偏振方向相 互垂直。 光的偏振现象的应用: 1.偏振滤光片; 2.车灯玻璃和挡风玻璃; 3.偏光眼镜(观看立体电影或立体电视)。 本节课收获如下: 1.知识:(1)自然光与偏振光;(2)光的偏振。 2.方法:实验法、归纳法与演绎法 配套 K12 内容资料

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