人教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光6 光的偏振 激光教案设计

这是一份人教版 (2019)选择性必修 第一册第四章 光6 光的偏振 激光教案设计，共8页。教案主要包含了偏振，光的偏振，偏振现象的应用，激光等内容，欢迎下载使用。


课题
光的偏振 激光
单元
4
学科
物理
年级
高二
教材分析
本节主要阐述了光的偏振现象，以及光的偏振在生产、生活、科技等方面的应用。偏振现象对于学生来说不好理解，所以教材先从绳波会发生偏振入手，再通过类比去介绍光的偏振。在教学中，做好两个实验和“做一做” 是让学生认识和理解光的偏振现象的关键，也是本节教学的突破口。本节内容有利于开阔学生的视野，加深对光的波动性，特别是对光是横波的理解。
教学目标与核心素养
物理观念：知道光是横波、光的偏振现象和激光。
科学探究：观察光的偏振现象，体会如何证明光是横波。
科学思维：知道自然光和偏振光的区别，知道偏振现象的一些应用。
科学态度与价值观：了解光的偏振和激光的特征和应用。
重点
知道自然光和偏振光的区别，知道偏振现象的一些应用。
难点
观察光的偏振现象，体会如何证明光是横波。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
导入新课
在观看立体电影时，观众要戴上特制的眼镜，如果不戴这副眼镜，银幕上的图像就模糊不清了。这是为什么?
思考问题。
由实际生活经验体会和思考问题，吸引学生注意力。
讲授新课
一、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。即狭缝对纵波的影响
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，这种现象叫做偏振。
3.偏振现象
横波只沿某一特定的方向振动的现象称偏振现象。
4.横波独有的特征
偏振现象是横波所特有的，故利用偏振现象可判断一列波是横波还是纵波。
二、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”。
1．情景探究：（观察）
(1)让阳光或灯光通过偏振片 P，在 P 的另一侧观察(如图甲)，观察透射光的强度有什么变化？如果以光的传播方向为轴旋转偏振片 P，透射光的强度又如何变化吗？
可以看到偏振片是透明的，只是透射光暗了一些；继续旋转偏振片 P，透射光的强度不发生变化。
(2)在偏振片 P 的后面再放置另一个偏振片Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片 Q，观察通过两块偏振片的透射光的强度变化？
当偏振片Q的透振方向与偏振片 P的透振方向平行时，透射强度与只有偏振片P时的强度一样(如图乙)。继续旋转偏振片Q，亮度变暗，当偏振片Q的透振方向与偏振片 P的透振方向垂直时，亮度最暗(如图丙)。
(3)上面演示的现象说明光是属于纵波还是横波？
2．自然光：太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光，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”。
3．偏振光（观察）：光在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动，这种光叫作偏振光。例如通过偏振片的光波就是偏振光。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。
课堂练习1、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
解析：太阳光是自然光，沿轴线通过光屏M.上的小孔照射到固定不动的偏振片P后成为偏振光，当偏振片P与Q平行时，亮度最大，当偏振片P与Q垂直时，光屏没有亮度，所以光屏上光的亮度是由亮到暗，再由暗到亮，不会有亮线产生，故B正确。
答案：B
三、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。
3.立体电影
立体电影也是利用了光的偏振原理。
做一做：将一个偏振片放于眼睛的前方，观察通过窗户进入室内的自然光。转动偏振片，你感觉到的明暗有没有明显的变化?
再透过偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的自然光，同时转动偏振片。你感觉到的明暗有没有明显的变化?玻璃表面、光滑桌面反射的光是偏振光吗?
透过偏振片观察手机等液晶屏幕上的字，你有什么发现?
四、激光
课堂练习2、让激光照射到VCD机、CD机、DVD机或计算机的光盘上,就可以读取光盘上记录的信息,经过处理后还原成声音和图像,这是利用了激光的( )
A.平行度好,可以会聚到很小的一点上
B.相干性好,可以很容易形成干涉图样
C.亮度高,可以在很短的时间内集中很大的能量
D.波长短,很容易发生明显的衍射现象
解析：激光的平行度好,容易会聚成一个很小的光点,让激光照射到VCD机、CD机、DVD机或计算机的光盘上,传感器把光盘反射的光转化为电信号进行处理,还原出声音或图像,只有选项A正确。
答案：A
实验探究狭缝对弹簧（纵波）和绳波（横波）的影响。
总结偏振现象和偏振片的概念。
探究光的偏振。
区分偏振光和自然光。
完成课堂练习。
阅读教材和资料，了解偏振光的应用。
完成做一做，体会光的偏振。
学习激光的特点。
光波比较抽象，学生较难理解，采用绳波（横波）和弹簧（纵波）来引导学生思考狭缝对纵波和横波的影响。
了解偏振片的概念，为下一步探究光的偏振奠定基础。
引导学生完成实验探究。提高学生的动手探究能力。
通过练习，巩固对偏振光、偏振现象的理解。
学习物理知识在现代科技生活中的应用，加强物理与生活的联系，激发学生的学习兴趣。
掌握激光的特点和应用。
拓展提高
1、(多选)关于自然光和偏振光,以下说法正确的是( )
A.自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,但是沿各个方向振动的光波的强度可以不同
B.偏振光是垂直于传播方向上,只沿着某一特定方向振动的光
C.自然光透过两个偏振片后可还原为自然光
D.太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光
解析：自然光沿各振动方向的光波的强度相同,选项A错误;偏振光在垂直于传播方向上,只沿某一特定方向振动,选项B正确;自然光透过偏振片后成为偏振光,偏振光透过偏振片后不能还原为自然光,选项C错误;太阳、电灯等普通光源发出的是自然光,选项D正确。
答案：BD
2、光的偏振现象说明光是横波,下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )
A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化
B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光与折射光之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振光片可以使景象更清晰
D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹
解析：通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹,这是光的衍射现象,与偏振无关,故选项D不符合题目要求。
答案：D
3、关于激光的应用问题,下列说法正确的是( )
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,使其在光导纤维中进行传递信息
B.计算机内“磁头”读出光盘上记录的信息是应用了激光有相干性的特点来进行的
C.医学中用激光做“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
解析：光纤通信主要利用激光的相干性,故选项A错误;计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好,故选项B错误;医疗中的激光“光刀”利用了激光亮度高的特点,故选项C正确;激光测距利用激光的平行性好,故选项D错误。
答案：C
完成拓展提高练习题。
通过完成练习题，巩固基础知识。
课堂小结
一、光的偏振
1、光的分类
2、偏振现象
3、偏振现象的应用
二、激光
1、激光的特性
2、激光的应用
总结本节课基础知识
帮助学生梳理基础知识，建立知识框架。
板书