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2019-2020年高中物理 《光的偏振與立體電影》教案 滬科版選修3-4 【教學(xué)目標(biāo)】 一、知識(shí)目標(biāo) 1．知道什么是偏振現(xiàn)象，了解偏振片的原理，知道只有橫波有偏振現(xiàn)象。 2．了解偏振光和自然光的區(qū)別，從光的偏振現(xiàn)象知道光是橫波。 3．知道日常見到的光多數(shù)是偏振光，了解偏振現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的一些應(yīng)用。 二、能力目標(biāo) 1.通過機(jī)械波的偏振實(shí)驗(yàn)和光的偏振實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)研究物理問題的類比方法。 2.通過對(duì)光的偏振應(yīng)用的學(xué)習(xí)，提高應(yīng)用知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。 三、德育目標(biāo) 通過課外活動(dòng)觀察光的偏振現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)的價(jià)值觀：體驗(yàn)科學(xué)的任何一項(xiàng)發(fā)現(xiàn)，都會(huì)對(duì)人類的生產(chǎn)生活帶來新的應(yīng)用和改善；偏振現(xiàn)象的研究使人類對(duì)光的波動(dòng)性的認(rèn)識(shí)更深入，更具體。 【學(xué)情分析】 也學(xué)習(xí)已經(jīng)了麥克斯韋電磁理論的基本要點(diǎn)，應(yīng)該知道光是一種電磁波，電磁波是一種橫波。又學(xué)習(xí)了光的干涉、衍射，從波的特性方面已經(jīng)認(rèn)識(shí)到光具有波的一般性質(zhì)。學(xué)生已經(jīng)掌握了理解偏振現(xiàn)象的基礎(chǔ)知識(shí)，因此學(xué)生學(xué)習(xí)本節(jié)內(nèi)容難度并不大。 【教學(xué)思路】 通過機(jī)械波中橫波的偏振現(xiàn)象的類比，認(rèn)識(shí)光波的偏振現(xiàn)象，實(shí)現(xiàn)輕松過渡；再通過光的偏振現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)演示使學(xué)生形成概念明確規(guī)律，并在應(yīng)用中深化對(duì)知識(shí)的理解。 【教學(xué)重點(diǎn)】 1、 光的偏振現(xiàn)象的觀察和偏振片的原理的分析； 2、 建立偏振光、自然光的概念，了解偏振現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的一些應(yīng)用。 【教學(xué)難點(diǎn)】 1、 光振動(dòng)與自然光和偏振光的聯(lián)系； 2、 理解偏振現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的一些應(yīng)用的原理和方法。 【教學(xué)方法】 實(shí)驗(yàn)觀察法、啟發(fā)式講授法、。 【教學(xué)過程及知識(shí)要點(diǎn)】 引入新課 介紹學(xué)生很感興趣的立體電影引入新課。 先介紹立體電影（即所謂的3D電影）：可呈現(xiàn)如下圖片（教材上也有） 提問：看立體電影為什么觀眾都戴著一副奇怪的眼鏡？ 這副眼鏡有什么作用呢？ 要了解其中緣由，就得先學(xué)習(xí)下面的物理知識(shí)嘮！ 一、感知光的偏振現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)探究: 有條件的話，直接找兩塊偏振片（膜）直接向?qū)W生演示： 1、透過偏振片看書本、雜志或環(huán)境中的其他物體 2、兩塊偏振片疊在一起，重新觀察，并使一塊不懂，使另一塊繞視軸旋轉(zhuǎn) 學(xué)生看到的現(xiàn)象自然會(huì)把學(xué)生引入“我們要思考”的問題。 如果沒有條件，也可找到看立體電影用的兩副眼鏡代替來做； 再找不到，還可以到眼鏡店買兩副偏光太陽鏡來代替來做。 二、探究偏振片的原理 分析論證 1、利用機(jī)械波來類比，促進(jìn)學(xué)生的思考 （按照如右圖1、2、3的順序，來啟發(fā)學(xué)生思考） 2、啟發(fā)學(xué)生思考：光發(fā)生偏振現(xiàn)象，能給我們提供關(guān)于光的什么信息呢？ （1）光的偏振從實(shí)驗(yàn)方面證明明光是橫波。 （2）偏振片的作用就相當(dāng)于下面機(jī)械波實(shí)驗(yàn)中的狹縫，能讓光通過的“振動(dòng)方向”是確定的。這為我們理解偏振現(xiàn)象提供了一個(gè)思路。 圖1 圖2 圖3 3、對(duì)偏振現(xiàn)象的分析論證： （1）自然光：太陽、電燈等普通光源發(fā)出的光，在垂直于傳播方向包含沿一切方向振動(dòng)的光，而且沿一切方向振動(dòng)的光強(qiáng)度都相同（對(duì)稱），這種光叫做自然光。 （2）偏振光：在垂直于傳播方向只有沿特定方向振動(dòng)的光，叫做偏振光 （3）偏振片的特性：只允許特定振動(dòng)方向的光通過，而且這個(gè)方向在偏振片上是確定的。這個(gè)方向叫做偏振片的透振方向。 （4）自然光通過偏振片后就變成了偏振光。右圖中自然光通過偏振片后，變成了只包含上下振動(dòng)的偏振光。 （5）偏振光經(jīng)過偏振片時(shí)，如果光的偏振方向與偏振片的透振方向平行，那么透過的光最強(qiáng)；如果如果光的偏振方向與偏振片的透振方向垂直，光就不能通過偏振片了。 我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中看到的情況與這里分析的結(jié)果完全一致。 （6）偏振片的作用： 啟偏：用它可以使自然光變?yōu)槠窆狻? 檢偏：用它可以檢驗(yàn)一束光是否為偏振光。 上圖中偏振片P是起偏器，偏振片Q是檢偏器。 4、了解生活中的光 在日常生活中，除自然光外，我們通?？吹降? 大部分光都是不同程度的偏振光。 自然光在玻璃、水面、物體表面反射時(shí)，反射光和折射光都是不同程度的偏振光。 特別是，在一定條件下：如果折射光與反射光垂直，反射光和折射光就都會(huì)成為完全的偏振光。反射光的振動(dòng)方向與入射面垂直，折射光的振動(dòng)方向就在入射面內(nèi)。如右圖。 讓學(xué)生透過偏振片觀察反射光或折射光，轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片，看看有無明暗變化。 這一點(diǎn)，在攝影技術(shù)中有很重要的應(yīng)用。在照相機(jī)的鏡頭前加一個(gè)偏振片，可以排除環(huán)境中一些反射光的影響。專業(yè)的攝影師都會(huì)使用偏振鏡，是拍攝效果達(dá)到令人十分滿意的程度。 如拍水下的魚、櫥窗里的物體等，會(huì)因水面或玻璃的反射光的影響使被攝物體的影像不清楚，如果安了偏振片，你們攝影師可以通過轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片，消除反射光的影像，得到清晰的水下物體的影像。請(qǐng)看下面的插圖。 三、偏振現(xiàn)象在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用 立體電影： 指導(dǎo)學(xué)生閱讀：立體電影的原理。教材P.88 （1）人觀察物體時(shí)，人產(chǎn)生立體感的原因是什么？ （2）拍攝： （3）放映：（用到偏振片） （4）觀眾觀看：戴專用眼鏡（用到偏振片） 液晶顯示屏： 指導(dǎo)學(xué)生閱讀：液晶顯示屏的原理。教材P.88~89 （1）液晶的旋光性：（與電壓有關(guān)） （2）計(jì)算器的液晶顯示屏：（反射式） （3）電視機(jī)、計(jì)算機(jī)的液晶顯示屏（透射式） 【課堂練習(xí)】 1．下列說法正確的是 A．機(jī)械波都能產(chǎn)生偏振現(xiàn)象 B．光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波 C．自然光不能產(chǎn)生偏振，說明自然光是縱波 D．光波的感光作用和生理作用等主要是由磁感應(yīng)強(qiáng)度B的振動(dòng)引起的 2．縱波不可能產(chǎn)生的現(xiàn)象是 A．偏振現(xiàn)象 B．反射現(xiàn)象 C．折射現(xiàn)象 D．衍射現(xiàn)象 3．如圖所示，太陽光照射到兩種介質(zhì)的界面上。在反射光與折射光垂直時(shí)，關(guān)于反射光和折射光，下列說法正確的是 A．入射光、反射光、折射光都是偏振光 B．入射光是自然光，折射光、反射光是偏振光 C．反射光垂直于入射面振動(dòng)，折射光在入射面內(nèi)振動(dòng) D．反射光在入射面內(nèi)振動(dòng)，折射光垂直于入射面振動(dòng) 參考答案：1、B 2、A 3、BC 【課堂小結(jié)】 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們從實(shí)驗(yàn)的角度理解了光是橫波，了解了自然光、偏振光的概念；也知道了偏振片的特性及其作用；更了解到偏振現(xiàn)象在生產(chǎn)、生活、技術(shù)中的應(yīng)用。 【家庭作業(yè)與活動(dòng)】 課外練習(xí)： P.89 〖家庭作業(yè)與活動(dòng)〗1、2、3、4、5