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            物理教案-光的偏振

            2011-12-02 高三物理教案 來源:互聯網 作者:

            教學目標 
            知識目標
            1、知道振動中的偏振現象,了解什么是偏振現象,知道偏振是橫波的特點.
            2、知道偏振光和自然光的區別,知道偏振光在實際生活中的應用.

            能力目標
            通過光的偏振現象和機械波的偏振現象的實驗對比,理解光波是橫波的實質.

            情感目標
            培養良好的物理實驗習慣,學會用理論指導實踐,用實驗來驗證理論.
            知道在學習物理的過程中,做好實驗的重要性.

             


            教學建議
            在復習前兩節內容干涉、衍射的基礎上進行小結,讓學生了解:光的干涉和衍射說明光具有波動性;光的偏振說明光是橫波.
            可以先向學生介紹波的偏振現象,然后演示光的偏振現象實驗,最好由學生自己親自動手觀察偏振光.引導學生分析橫波的偏振特性,區別縱波的無偏振特性,再讓學生區別偏振光與自然光.并分析講解偏振光的產生方式,這一部分知識也可以讓學生自己學習,查找資料.最后進行總結。

            關于演示實驗的教學建議

            1、光的偏振可以用激光演示儀和偏振器進行演示.
            方法:使激光束的行進方向正對著學生的觀察方向,使激光束通過偏振器.轉動偏振器的某一個偏振片,用毛玻璃屏接收透過偏振器的光束,可以在屏上看到光的亮度發生周期性的變化;當兩個偏振片平行時,透光最強;當兩個偏振片垂直時,透光最弱.
            2、本實驗也可以將偏振片分發到學生手中,要求學生用兩個偏振片對著光線來觀察光的偏振現象.

             

            教學設計示例

            光的偏振


            (-)引入新課
            問題:光的干涉和衍射現象表明光是一種波.我們知道波有橫波和縱波,那么,光波是橫波還是縱波呢?
            讓學生思考、猜測.
            教師讓學生觀看機械波的偏振實驗.
            (二)教學過程 
            1、首先用機械波來說明橫波和縱波的主要區別.
            我們已經知道繩波是橫波,如果在它的傳播方向上放上帶有狹縫的木板,只要狹縫的方向跟繩的振動方向相同,繩上的橫波就可以毫無阻礙地傳過去;如果把狹縫的方向旋轉90°,繩上的橫波就不能通過了,這種現象叫偏振.
            橫波的振動矢量垂直于波的傳播方向振動時,偏于某個特定方向的現象縱波只能沿著波的傳播方向振動,所以不可能有偏振.
            光是否也會產生偏振呢?
            2、演示光的偏振現象:
            自然光:從普通光源直接發生的天然光是無數偏振光的無規則集合,所以直接觀察時不能發現光強偏于一定方向.這種沿著各個方向振動的光波的強度都相同的光叫自然光;太陽、電燈等普通光源發出的光,包含著在垂直于傳播方向的平面內沿一切方向振動的光,而且沿著各個方向振動的光波強度都相同,這種光都是自然光.
            讓太陽光或燈光通過一塊用晶體薄片作成的偏振片P1,在P1的另一側觀察,可以看到它是透明的.以入射光線為軸旋轉偏振片P1,這時看到透射光的強度并不發生變化.
            再取一塊同樣的偏振片P2,放在偏振片P1的后面,通過它去觀察從偏振片P1透射過來的光,就會發現,從偏振片P1透射過來的光的強度跟兩偏振片P1、P2的相對方向有關.
            把晶片P1固定,以入射光線為軸旋轉偏振片P2時,從P2透射過來的光的強度發生周期性的變化.
            當P1與P2的透振方向平行時,透射光的強度最大,當P1與P2的透振方向垂直時,透射光的強度最弱,幾乎等于零.把上述的光現象跟機械波的偏振現象比較,表明光通過偏振片時產生偏振現象,由此確定光波是橫波.
            要求學生總結上述現象,嘗試類比機械波的偏振來解釋上面的實驗現象?
            自然光通過第一個偏振片P1(叫起偏器)后,相當于被一個“狹縫”卡了一下,只有振動方向跟“狹縫”方向平行的光波才能通過.自然光通過偏振片Pl后雖然變成了偏振光,但由于自然光中沿各個方向振動的光波強度都相同,所以不論晶片轉到什么方向,都會有相同強度的光透射過來.再通過第二個偏振片P2(叫檢偏器)去觀察就不同了;不論旋轉哪個偏振片,兩偏振片透振方向平行時,透射光最強,兩偏振片的透振方向垂直時,透射光最弱.
            光的偏振現象并不是罕見的.我們通?吹降慕^大部分光,除了從光源直接射過來的,基本上都不是自然光,只是我們的眼睛不能鑒別罷了.如果用偏振片去觀察從玻璃或水面上反射的光,旋轉偏振片發現透射光的強度也發生周期性的變化,從而知道反射光是偏振光.
            3、光的偏振的應用:
            光的偏振現象在技術中有很多應用.例如拍攝水下的景物或展覽櫥窗中的陳列品的照片時,由于水面或玻璃會反射出很強的反射光,使得水面下的景物和櫥窗中的陳列品看不清楚,攝出的照片也不清楚.如果在照相機鏡頭上加一個偏振片,使偏振片的透振方向與反射光的偏振方向垂直,就可以把這些反射光濾掉,而攝得清晰的照片;此外,還有立體電影、消除車燈眩光等等.

             

            探究活動
            1、利用偏振鏡觀察光的偏振現象.
            2、考察光的偏振在人們的日常生活中的應用.

            論文庫【http://www.ihometimes.com/lw/

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