高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 光的偏振 激光精品教学设计及反思

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第一册6 光的偏振 激光精品教学设计及反思，共11页。教案主要包含了教学重点，教学难点等内容，欢迎下载使用。

教学设计
备课人
学科
物理
课题
4.6 光的偏振 激光
教学内容分析
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。
学情分析
学生已经学习过关于光的基本知识，如光的传播、光的折射、光的反射等，具备了学习光的偏振和激光的基本知识储备。学生对于光的偏振和激光的概念及其应用可能还不熟悉，需要通过本节课的学习加深理解，形成清晰的概念框架。部分学生可能对光的偏振和激光的原理感到困惑，需要教师通过生动的实例和适当的引导，帮助学生消除疑惑。学生具备一定的科学探究能力和实验操作能力，可以通过实验和探究活动，进一步加深对光的偏振和激光原理的理解。
教学目标
1.通过观察光的偏振现象，知道光是横波。
2.知道偏振光和自然光的区别，能运用偏振知识解释生活中的一些常见光学现象。
3.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。
教学重难点
【教学重点】对光的偏振现象的理解；
【教学难点】探究光的偏振现象 ；
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
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？
摄影师又是如何拍摄下清晰的画面的呢？
根据所知所解回答问题
利用学生身边的问题激发学生兴趣
新课教学
一、偏振
温故旧知
在纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上；在横波中，各点的振动方向总与波的传播方向垂直。
（二）偏振
阅读课文，回答什么是偏振，什么是偏振现象？
1.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”。
2.偏振方向：一列沿水平方向传播的横波，既可能沿上下方向振动，也可能沿左右方向振动，还可能沿其他“斜”的方向振动。横波的振动方向称为“偏振方向”。
如图是一列横波，当这列横波穿过两个带有狭缝的木板时, 狭缝的方向与波的振动方向相同，横波是否可以穿过？
回答：横波能穿过狭缝
如图当我们将后一块木板旋转900以后，这时横波就是否能再通过狭缝？
回答：横波不能穿过狭缝
纵波会不会发生以上情况？
纵波不会发生以上情况
由此可以看出横波和纵波的区别在哪里？
横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象，这就是横波与纵波的一个区别。
光的干涉和衍射说明光具有波动性，那么光波是横波还是纵波呢？
学生阅读课文并回答问题
回答问题
学生提出自己的猜想
、
锻炼学生归纳总结能力
知道横波与纵波的区别
学以致用，锻炼学生用所学知识解决位置问题
光的偏振
（一）偏振片
一种由高分子薄膜制成的光学器件，每个偏振片都有一个特定的方向，只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片，这个方向叫做“透振方向”。
光的偏振
播放光的偏振的两个视频
光的偏振实验说明了什么？
光的偏振实验说明了光是一种横波。
阅读课文，回答什么是自然光，什么是偏振光？
1．自然光：实际上，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”。
2.偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿着一个特定的方向振动的光叫偏振光。
阅读课文，回答偏振片的定义
观看实验视频
回答问题
锻炼阅读归纳能力
利用实验说明实际问题
培养阅读归纳问题的能力
三、偏振现象的应用
你知道光的偏振现象在生产生活或科技领域中有什么应用？
（一）摄影
摄影师在拍摄池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时，由于水面和玻璃表面的反射光的干扰，景象会不清楚。如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，转动滤光片，让它的透振方向与水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。
（二）汽车
汽车夜间在公路上行驶与对面的车辆相遇时，为避免双方车灯的眩目，司机都关闭大灯，只开小灯，放慢车速，以免发生车祸。如驾驶室的前窗玻璃和车灯的玻璃罩都装有偏振片，而且规定它们的偏振化方向都沿同一方向并与水平面成45度角，那么，司机从前窗只能看到自已的车灯发出的光，而看不到对面车灯的光，这样，汽车在夜间行驶时，既不用熄灯，也不用减速，
可以保证安全行车。
立体电影
偏振式3D技术是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，通过在显示屏幕上加放偏光板，可以向观看者输送两幅偏振方向不同的画面，当画面经过偏振眼镜时，由于偏振式眼镜的每只镜片只能接收一个偏振方向的画面，这样一来人的左右眼就会收到两组画面，最后经过大脑合成立体影像。
液晶显示
液晶显示器就是利用这一特性，在上下两片栅栏相互垂直的偏光板之间充满液晶，利用电场控制液晶的转动．不同的电场大小就会形成不同的灰阶亮度．
（五）偏光太阳镜
在阳光充足的白天驾驶汽车，从路面或周围建筑物的玻璃上反射过来的耀眼的阳光，常会使眼睛睁不开。由于光是横波，所以这些强烈的来自上空的散射光基本上是水平方向振动的。因此，只需带一副只能透射竖直方向偏振光的偏振太阳镜便可挡住部分的散射光。
（六）昆虫对偏振光的应用
人的眼睛对光的偏振状态是不能分辨的，但某些昆虫的眼睛对偏振却很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支复眼、两支复眼，每个复眼包含有6300个小眼，这些小眼能根据太阳的偏光确定的方位，然后以太阳为定向标来判断方向，所以蜜蜂可准确无误地把它的同类引到它所找到的花丛。
学生分享自己知道的应用
学以致用
四、激光的特点及其应用
（一）激光
阅读课文，回答普通光为什么不容易发生干涉？
普通光源发出的自然光是许多频率、相位、偏振以及传播方向各不相同的光的杂乱无章的混合。这导致两个独立的普通光源发出的光不会发生干涉。
阅读课文，什么是激光？
1960年，美国物理学家梅曼率先在实验室中制造出了传播方向、偏振、相位等性质完全相同的光波，这就是激光。
激光有哪些特点？在生活生产或科技领域有什么应用？
1、相干性：激光是一种人工产生的相干光。
相干性应用：光纤通讯、激光全息技术
2.平行度非常好：从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径lm多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的。
应用：测距、测速、信息存储和阅读
3.亮度高：所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍。
应用：工业切割、焊接；医学“光刀”；利用强激光产生的高压引发核聚变。
阅读课文。回答问题
回答自己所知的激光在生活中的应用
锻炼学生阅读归纳问题能力
学以致用
课堂总结
板书设计
4.6 光的偏振 激光
作业设计
作业分为两块，一是课堂练习，旨在对本堂课学习中动量的概念和实验思路进行检测，一是分层练习，分层次的训练学生对知识的掌握情况。
教学反思与评价
经过本次教学，我认为在以下方面有所收获：
教学方法：采用理论与实践相结合的方法，使学生不仅理解理论知识，还培养了实验技能。通过实验观察和操作，学生能够更好地理解光的偏振和激光的原理。
学生参与度：通过小组讨论、实验操作和问答环节，学生积极参与教学过程，表现出浓厚的兴趣和好奇心。这种互动有助于提高学生的学习效果和兴趣。
教学内容的深度与广度：本次教学内容涵盖了光的偏振和激光的基本原理和应用，信息量大，知识点丰富。通过深入浅出的讲解，学生能够较好地掌握核心概念和方法。
实验条件：本次实验操作所使用的设备和器材较为齐全，能够满足教学的需要。但在实验过程中，需要加强对设备的维护和管理，确保实验的安全性和准确性。
然而，在教学过程中也存在一些不足之处：
时间安排：由于教学内容较多，时间较为紧张。有些地方可能没有足够的时间进行深入讨论和实践操作，影响了教学效果。在未来教学中，需要更好地规划时间安排，确保教学内容的完整性和深度。
学生的个性化需求：在教学过程中，可能没有充分考虑到不同学生的个性化需求。有些学生可能需要更多的时间来理解概念或进行实验操作。未来可以尝试采用分层教学或个性化辅导等方式，满足不同学生的需求。
实验操作的规范性：在实验操作过程中，部分学生可能存在操作不规范或实验数据处理不当的问题。这可能会影响实验结果的准确性和可靠性。教师需要加强实验指导，强调实验规范和数据处理方法，提高学生的实验素养。
理论联系实际：在讲解理论知识时，有时可能过于注重理论本身而忽略了与实际的联系。为了使学生更好地理解和应用所学知识，可以在教学中更多地引入实际案例和应用场景，加强理论联系实际的教学效果。