3. 光的衍射与偏振教案和学案内容

选修3-4第十三章第6节《光的偏振》

一、教材分析

《光的颜色

色散》是人教版高中物理选修3-4第13章第五节的教学内容，主要认识光的偏振现象以及偏振现象的应用。

二、教学目标

1、知识目标

1、知道振动中的偏振现象，知道只有横波有偏振现象

2、了解偏振光和自然光的区别，知道日常见到的光多是偏振光。

2、能力目标

1、知道偏振光的一些应用

2、通过光的偏振现象说明光是横波

3、情感、态度和价值观目标：

让学生了解偏振现象应用的广泛性，从而达到激发学生学习兴趣的目的。

三、教学重点难点

1、教学重点

通过光的偏振现象说明光是横波

2、教学难点

发射和折射时，为什么会使光波形成偏振

四、学情分析（根据个人情况写）

五、教学方法

实验观察、理论分析、学案导学

六、课前准备

偏振片、立体眼镜、软绳且一端固定在墙上

七、课时安排：1课时

八、教学过程

(一)预习检查、总结疑惑

复习提问1：电磁波是横波还是纵波？电磁波在转播时，电矢量E 、磁矢量B和传播方向x有什么关系？

学生：答问…

（二）情景导入、展示目标。

1

引入：既然我们已经知道电磁波是横波，而光波是电磁波，故光波肯定是横波。而且，由于光波在传播时，引起感光作用（和生理作用）的主要是电矢量E ，我们在研究光波的传播时，就可以用E-x图象类比机械波的y-x图象。

本节课，我们将看一看光作为一种横波所显现出来的一种特殊现象——

（三）合作探究、精讲点拨。

1、偏振现象

启发：我们已经从理论上知道了横波和纵波的差别，那么，它们在传播的过程中，会有什么表象的不同呢？这里看一个演示——

演示：（机械）横波和纵波在穿过狭缝时的差别

学生：观察…

现象解释…

启发：光波既然是横波，它的传播是不是也应该具备机械波的这种特征？由于光的E振动并不是肉眼所能直接观察的，所有需要借助相关仪器来完成类比实验。

偏振片介绍…（透振方向）

演示：自然光穿过两块偏振片

a、自然光穿过一块偏振片，转动透振方向；

b、自然光穿过两块透振方向相互平行的偏振片；

c、自然光穿过两块透振方向相互垂直的偏振片。

学生：观察…

归纳：a项事实说明——①光波可能是纵波；②光波的E矢量可能各个振动方向都是均衡的（和机械横波有差别）；

b、c项事实说明——①光波必然是横波；②自然光通过一块偏振片后E矢量只沿某个振动方向（和机械横波已经非常类似）。

概念和名词得出——光虽然是横波，但由于经过偏振片前后的横波有一定差别，我们把前面的叫自然光，后面的叫偏振光。形成偏振光的过程叫起偏或偏振。

当其中一个方向上的光振动E强于另一个方向上的光振动，则称为部分偏振光；如果只存在了一个方向上的振动分量，就称为完全偏振光。

2、自然光和偏振光

提问：我们怎样判断一束光是自然光还是偏振光？

学生：讨论…

2

因此，偏振片也叫起偏器或检偏器。

偏振光怎样形成呢？

1、使自然光透过偏振片；

2、光的反射和折射能够是光形成偏振。

反射光中，垂直（“三线”平面的）振动多于平行振动；折射光中，平行振动多于垂直振动。即：反射光和折射光均为部分偏振光。

当入射角i = arctgn21（n21表示折射媒质对入射媒质的相对折射率）时，反射光只存在垂直振动，为完全偏振光。而折射光仍存在平行振动（较多）和垂直振动（较少），为部分偏振光。这时的i称为起偏振角，或布儒斯特角。

（四）反思总结，当堂检测。

我们已经能够从已有的知识判断光波是横波。本节课，我们主要是通过一个具体的事实来强化这种印象。因此，对于偏振的定量规律，教材没有介绍（如：当E方向和偏振片的透振方向既不平行、也不垂直时，光的强度怎么解释？）。反射和折射为什么会使光形成偏振，这个解释也是比较难的，现阶段也没有作要求。

但是，光的偏振已经在技术领域有了一些应用，这一点，作为一个中学生，还是有必要了解的。这方面，教材的末了、后面的“阅读材料”有相关介绍，请同学们一定要看一看。

（五）发导学案、布置预习。

光的偏振

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、光源发出的光，沿各个方向振动的____________叫自然光，____________、____________等普通光源发出的光是自然光，振动方向____________的光叫偏振光．

3、激光常常被用来作为光学实验中的光源是因为激光具有哪些特点？医学上用激光来给病人做手术的激光“刀”是利用激光的什么特性．

3

参考答案：

1、A 2、光波强度都相同，太阳，电灯，一定

3、激光具有方向性好、单色性强、相干性好、亮度高的特点；医学上用激光来给病人做手术的激光“刀”是利用激光高亮度特性

九、板书设计

光的偏振

1、偏振现象

2、自然光和偏振光

3、偏振的形成

*使自然光透过偏振片；

*光的反射和折射能够是光形成偏振。

小结：

十、教学反思（根据实际情况写）

十一、学案设计(见下页)

4