高中物理光的偏振教案大全
光的干涉和衍射现象说明了光具有波动性。光的偏振和光学各向异性晶体中的双折射现象进一步证实了光的横波性。接下来是小编为大家整理的高中物理光的偏振教案大全,希望大家喜欢!
高中物理光的偏振教案大全一
一、新课引入
实验演示:教师将一块偏振片在笔记本电脑前转动,请学生观察屏幕的变化情况。
电脑屏幕随着偏振片的转动,发生明显的明暗的变化。如图1所示。学生观察到这一奇妙的现象时,都不由地发出惊叹声,不禁问道:为什么会发生这种现象呢?学生的学习兴趣和积极性被充分调动起来。
图1
教师告诉学生手中的这片圆形薄片叫偏振片,这种现象称为偏振现象。为什么会出现这样的现象呢,这是本堂课要解决的重要内容之一,希望大家在观察接下来的实验现象和现象分析后都能知道其中的原因。
二、实验过程、现象解释
波有横波和纵波之分,光是横波还是纵波,是否所有的波都有偏振现象,日常生活中有哪些常见的偏振现象,对我们的生活有些什么样的影响,我们一起来学习和探讨。
为了更好的理解和解释光的偏振现象,我们从直观、具体的机械波的分析入手。
(一)机械波的偏振实验演示
实验1:取一软绳和中间有一“狭缝”的硬纸板,使软绳从“狭缝”中穿过,请两位同学分别控制绳的两端,其中一端固定不动,另一端的同学上下抖动,形成一列绳波。调节狭缝的方向,第一次与绳波的振动方向相同,第二次与绳波的振动方向垂直,观察绳波经过狭缝后的现象。
现象:绳波的振动方向与狭缝的方向平行时,传播情况正常;振动方向与狭缝方向垂直时,绳波经过狭缝后消失。现象如图2所示。
图2
实验2:用一弹簧经过“狭缝”,轻拨弹簧,形成一列弹簧波。旋转狭缝方向,观察弹簧波的情况。
现象:无论“狭缝”如何,弹簧波均正常传播,如图3所示。
图3
结论:横波的振动方向与狭缝方向垂直时,波的传递受到影响,这种现象就是偏振现象,偏振是横波特有的现象。
光波是横波还是纵波,也可用类似的方法检验。
实验3:利用偏振片检验自然光是横波还是纵波。
偏振片介绍: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,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”。偏振片对光波的作用就象“狭缝”对机械波的作用一样。
偏振光介绍:只沿着某个特定方向振动的光。
自然光介绍:太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着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。如图4所示。
图4
重复实验1的演示实验,再次观察实验现象。
电脑屏幕本质上是一片偏振片,圆形薄片是另一片偏振片,当光束通过第一片偏振片P(起偏器)之后(如图5所示),旋转第二块偏振片Q(检偏器),可以看见光斑亮度周期性变化。当两个偏振片平行时,透光最强。当两个偏振片垂直时,透光最弱。如图5所示。
图5
通过分析,请学生尝试类比机械波的偏振来解释上面的实验现象。
当激光通过第一片偏振片P后,相当于被“狭缝”卡了一下,只有振动方向跟“狭缝”方向平行的光才能通过,激光通过偏振片P(起偏器)后虽然变成了偏振光,但由于沿各个方向的振动情况相同,无论偏振片透振方向如何,都会有相同强度的光透射过来,再通过第二块偏振片Q(检偏器)时就不同了。无论旋转哪块偏振片,当两块偏振片透振方向相同时,透射光最强,当两偏振片透振方向垂直时,透射光完全消失,最弱。
高中物理光的偏振教案大全二
【学习目标】
1.通过实验,认识振动中的偏振现象,知道只有横波有偏振现象。
2.了解偏振光和自然光的区别,从光的偏振现象知道光是横波。
3.了解日常见到的光多数是偏振光,了解偏振光在生产生活中的一些应用。
【学习重点】
光的偏振实验的观察和分析。
【知识要点】
1.偏振现象
我们这里用的太阳光源包含了垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且各个方向振动的光波强度都相同,这种光叫自然光。通过起偏器后,这种光就只能沿着一个特定方向振动,这种光叫做偏振光。横波只沿着某一个特定方向振动,称为波的偏振。只有横波才有偏振现象。h3Rx6SXKPE
2.偏振片
3.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)
<4)拍摄水面景物
<5)液晶显示
【典型例题】
例题1.两个偏振片紧靠在一起,将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过。如果将其中的一片旋转180°,在旋转过程中,将会产生下述的哪一种现象h3Rx6SXKPE
A.透过偏振片的光强先增强,然后又减弱到零
B.透过的光强先增强,然后减弱到非零的最小值
C.透过的光强在整个过程中都增强
D.透过的光强先增强,再减弱,然后又增强
解读:起偏器和检偏器的偏振方向垂直时,没有光通过;二者的偏振方向平行时,光强度达到最大.当其中一个偏振片转动180°的过程中,两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直,所以通过的光强先增强,又减小到零.h3Rx6SXKPE
答案:A
例题2.夜间行车时,对面来车的车灯的强光刺眼会使司机看不清路况,因此两车交会前要交替灭灯,同时减速,这样很不方便。科学家设想,把每辆车前大灯罩玻璃换成偏振片,把车前挡风玻璃也设计一块偏振片,偏振片的透振方向一致,且都与水平面成45°角,如图所示,当夜晚行车时,就能避免对方灯光刺眼,且司机对自己车灯发出的光感觉和不加偏振片相同。试述其原理。h3Rx6SXKPE
EMBED CorelDraw.Graphic.8
答案:相向运动的车偏振片透振方向互相垂直,彼此的挡风玻璃上的偏振片使对方车灯的偏振光不能通过,但能通过自己车灯的偏振光。h3Rx6SXKPE
【达标训练】
1.波可以分为纵波横波,在纵波中,各质点的振动方向与波的传播方向______________;在横波中,各质点的振动方向与波的传播方向___________。h3Rx6SXKPE
2.有些光,包含着在垂直光的传播方向上沿___________方向振动的光,这些方向上的光的强度都___________,这样的光叫___________光。当这种光垂直透过某一线状狭缝后,光的振动方向只沿___________方向,这样的光叫___________光。h3Rx6SXKPE
3.下列哪些波能发生偏振现象 ( >
A.声波 B.绳波
C.横波 D.纵波
4.关于自然光和偏振光,下列说法正确的是 ( >
A.自然光就是白光
B.偏振光就是单色光
高中物理光的偏振教案大全三
教学目标:
(一)知识与技能
1、通过实验,认识振动中的偏振现象,知道只有横波有偏振现象。
2、了解偏振光和自然光的区别,从光的偏振现象知道光是横波。
3、了解日常见到的光多数是偏振光,了解偏振光在生产生活中的一些应用。
(二)过程与方法
1、通过机械波的偏振实验和光的偏振实验掌握类比研究物理问题的方法。
2、通过对光的偏振应用的学习,提高应用知识解决实际问题的能力。
(三)情感、态度与价值观
通过课外活动观察光的偏振现象培养学生联系实际学习物理的观念和习惯。
教学重点:
光的偏振实验的观察和分析。
教学难点:
光振动与自然光和偏振光的联系。
教学方法:
通过实验现象使学生认清机械波中横波的偏振现象,再通过机械波与光波的类比,实现轻松过渡,形成概念明确规律,并在应用中深化知识的理解。
教学用具:
柔软的长绳一根,带有狭缝的木板两块,细软的弹簧一根,电气石晶体薄片或人造偏振片两片,投影仪。
教学过程:
(一)引入新课
(复习横波和纵波的概念)
教师:请同学们回忆一下机械波一节内容,举例说说什么是横波?什么是纵波?
学生:振动方向和传播方向垂直的波叫横波,抖动水平软绳时产生的波就是横波。振动方向和传播方向在一条直线上的波叫纵波,像水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波。
教师:通过前几节课的学习,我们知道光具有波动性,那么光波究竟是横波还是纵波呢?
这节课我们要学习的偏振现象,可以说明光是横波。
(二)新课教学
1、偏振现象
演示实验一:
介绍课本图13.6-1装置,教师演示,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。
现象:对绳上形成的横波,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。
教师补充:在绳上横波传播过程中,当狭缝既不与振动方向平行也不与振动方向垂直时,有部分振动能通过狭缝。横波的这种现象称为偏振现象,大家看到,纵波不会发生偏振现象,根据是否能发生偏振,我们可以判断一个机械波是横波还是纵波。虽然这种方法对判断机械波并非必要,但我们可以借助这种方法来判断光波是横波还是纵波。
演示实验二:
(教师介绍装置,强调起偏器P和检偏器Q的作用,演示同时引导学生认真观察随着检偏器Q的转动屏上光照强度的变化)
教师:请大家看这个薄片,它在我们这个演示实验中的作用与前面的带有狭缝的木板类似,它上面有一个特殊的方向称透振方向,只有振动方向与透振方向平行的光波才能透过偏振片,下面请大家认真观察。
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