3. 光的衍射与偏振优秀教学设计

光的偏振

教学目标

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。

重点难点

重点：1．光的偏振实验的观察和分析

难点：1．光振动与自然光和偏振光的联系

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。

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。

教学资源

柔软的长绳一根，带有狭缝的木板两块，细软的弹簧一根，人造偏振片三片，乒乓球一个、由偏振片制成的圆筒一个，投影仪、投影、多媒体课件等

教学设计

【课堂引入】

穿墙魔术表演

为了进一步探索光的本性，我们将进一步研究光的波动性的其他表现——光的偏振。

【课堂学习】

学习活动：光的偏振

问题1：什么是波的偏振现象？

①

举例说说什么是横波？什么是纵波？

②

介绍课本图5.3.3装置，教师演示，引导学生仔细观察绳波遇到狭缝时的情况，看波能否通过狭缝传到栅栏的另一侧。

③

将以上实验中的细绳换成轻弹簧，进一步演示弹簧中的纵波可以通过与传播方向垂直的任意方向的狭缝。

总结：1、横波在它的传播方向上的狭缝，只要狭缝的方向横波的振动方向相同，横波就

可以毫无阻碍地传过去；如果把狭缝的方向旋转90°，横波就不能通过了，这种现象

叫偏振；

2、偏振是横波所特有的性质。

问题2：光是否也会产生偏振呢？

演示实验：光的偏振现象

1、自然光：从普通光源直接发生的天然光是无数偏振光的无规则集合，所以直接

观察时不能发现光强偏于一定方向。这种沿着各个方向振动的光波的强度都相同的光

叫自然光；太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向的平面内沿一

切方向振动的光，而且沿着各个方向振动的光波强度都相同，这种光都是自然光。

2、让太阳光或灯光通过一块用晶体薄片作成的偏振片P1，在P1的另一侧观察，可

以看到它是透明的。以入射光线为轴旋转偏振片P1，这时看到透射光的强度并不发

生变化。

3、再取一块同样的偏振片P1，放在偏振片P1的后面，通过它去观察从偏振片P1 透射过来的光，就会发现，从偏振片P1透射过来的光的强度跟两偏振片P1、P2的相

对方向有关。这一现象说明光波是横波。（书P88图）

（要求学生总结上述现象，尝试类比机械波的偏振来解释上面的实验现象：自然光通过第一个偏振片P1（叫起偏器）后，相当于被一个“狭缝”卡了一下，只有振动方向跟“狭缝”方向平行的光波才能通过．自然光通过偏振片P1后虽然变成了偏振光，但由于自然光中沿各个方向振动的光波强度都相同，所以不论晶片转到什么方向，都会有相同强度的光透射过来．再通过第二个偏振片P2（叫检偏器）去观察就不同了；不论旋转哪个偏振片，两偏振片透振方向平行时，透射光最强，两偏振片的透振方向垂直时，透射光最弱。）

总结：光的偏振现象并不罕见。我们通常看到的绝大部分光，除了从光源直接射过来的，基本上都不是自然光，只是我们的眼睛不能鉴别罢了。如果用偏振片去观察从玻璃或水面上反射的光，旋转偏振片发现透射光的强度也发生周期性的变化，从而知道反射光是偏振光。

问题3：偏振现象有哪些应用？

①

拍摄水面以下或橱窗内的物品时，在镜头前加装的滤光片

②

立体电影

③

汽车的挡风玻璃及头灯罩

④

拍摄水面景物

（引导学生分析这些应用的原理，鼓励学生从生产生活中查找偏振应用实例，条件许可还可教学生自制偏振片）。

【课堂小结】

问题：了解了自然光、偏振光的概念，并知道只有横波才有偏振现象。

【板书设计】

第三节 光的衍射与偏振

一、机械波的偏振、

偏振现象时横波特有的

二、光的偏振

1．光具有偏振现象说明光是横波

2．自然光透过偏振片变为偏振光

三、光的偏振现象的常见应用

【课堂反馈】

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（

）

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

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。

参考答案：

1、A

2、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。