高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 光的偏振 激光教案

4.6光的偏振  激光   教学设计

教材分析：本节课理解光的偏振现象及其应用，了解激光的特点和应用

教材目标与核心素养：

【物理观念】：观察光的偏振现象，了解这些现象产生的条件，通过实验，了解激光的特性。能举例说明激光技术在生产生活中的应用。

【物理思维】：理解横波才有偏振现象，知道光是横波。

【科学探究】：知道偏振光和自然光的区别，偏振和激光在生产生活中的应用。

【科学态度与责任】：通过实验得出规律，通过实验解释生活中的一些现象，应用知识搞一些小发明或进一步探索一些其他规律。培养学生的科学推理能力。

教学重点和难点

【重点】：理解光的偏振现象，知道激光的应用

【难点】：理解光是横波

教学过程

（一）情境导入：观看立体电影为什么要带特制的眼镜？

（二）知识海洋：

   1.偏振

  （1）.狭缝对纵波的影响

如图所示，如果在波的传播方向上放一带狭缝的木板，不管狭缝方向如何，在一条弹簧上传播的纵波都能自由通过狭缝。即狭缝的方向对纵波基本没有影响

        （纵波可以穿过不同方向的狭缝）

 （2）.狭缝对横波的影响

对横波，只有狭缝的方向与横波质点的振动方向相同时，横波才能毫无阻碍地通过狭缝；当狭缝的方向与质点的振动方向垂直时，横波就不能通过狭缝，即狭缝的方向对横波有影响。

 （ 狭缝的方向影响横波的传播 ）

（3）.偏振现象

不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的。这个现象称为“偏振现象”，横波的振动方向称为偏振方向。

（4）.偏振现象是横波独有的特征

  故利用偏振现象可判断一列波是横波还是纵波。

2.光的偏振

（1）.光是一种横波

研究表明，光是一种横波。

（2）.偏振片

偏振片由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光不能通过，这个方向叫作“透振方向”。

（注：偏振片对光波的作用就像的狭缝对于机械波的作用一样。但是我们看不见偏振片上的

“狭缝”。）

（3）.观察光的偏振现象（视频一）

（4）.自然光

太阳、电灯等普通光源发生的光，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。这种光是自然光。（光是传播中的电磁场，即电磁波。“电磁波的振动方向”指的是其中电场的方向。）                                                 

（5）.偏振光

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。这种光叫做偏振光。自然光光不是偏振光

如图，自然光通过偏振片后变成偏振光，后面的屏是明亮的，转动偏振片时，偏振光的振动方向随之变化，但屏上亮度不变。

 （6）.对光的偏振现象的理解

如图，偏振光经过偏振片时，若光的振动方向与偏振片的“透振方向”平行，屏是亮的；若光的振动方向与偏振片的“透振方向”垂直，屏是暗的。

（注1：如果光是纵波会不会发生这种现象）

（注2：屏幕上是亮的时，不是像狭缝一样的亮线）

（7）.常见的偏振光

偏振光并不罕见。除了从太阳、白炽灯等光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光。自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时，反射光和折射光都是偏振光（如图所示），入射角变化时偏振的程度也有变化。                           

（反射引起自然光的偏振）

（8）.观察反射光的偏振现象（视频二）

3：偏振现象的应用

（1）.摄影技术中的应用

由于水或玻璃表面的反射光的干扰，常使景像不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景像清晰。

（相机的偏振滤光片能减弱玻璃表面反射光的影响）

（2）.偏振片在汽车挡风玻璃上的应用

    在夜间行车时，迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面，容易发生事故。如果在每辆车灯玻璃上和司机坐席前面的挡风玻璃上安装一块偏振片，并使它们的透振方向跟水平方向成45°角，就可以解决这一问题。

（夜间行车）

（3）.立体电影也是利用了光的偏振原理。

（3D 眼镜）                                 （立体电影效果图）

（4）.动手做实验。（两偏振片看字视频）

4：激光的特点及其应用

（1）.激光的产生

激光是原子受激辐射产生的光，发光的方向、频率、偏振方向均相同，两列相同激光相遇可以发生干涉。激光是人工产生的相干光。

(2)激光的特点

5.练习

（1）.纵波不可能产生的现象是（    )

   A.偏振现象    B.反射现象   C.折射现象   D.衍射现象

（2）.下列说法中正确的是（    )

   A.自然光是偏振光

   B.光振动沿各个方向均匀分布的光是偏振光

   C.光振动沿特定方向的光才是偏振光

D.偏振光不能再通过偏振片

（3）.在拍摄日落时分水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是（    )

A.减少阳光在水面上的反射

B.减少阳光在水面的反射光进入照相机镜头里面

    C.增强光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度

D.减弱光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度

（4）.如图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，则关于光屏上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是(　　)

A．光屏上光的亮度保持不变

B．光屏上光的亮度会时亮时暗

C．光屏上有两条与偏振片P、Q透振方向对应的亮线 

D．光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动

（5）．关于激光的应用问题，下列说法中正确的是(　　)

 A．光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制，使其在光导纤维中传递信息的

B．计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点

C．医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点

D．“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点

答案(1)A  (2)C  (3)B  (4)B  (5)C

6.课堂小结