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大学物理之光的偏振教案设计

时间：2023-04-27 08:00:07 物理教学设计收藏本文下载本文

大学物理之光的偏振教案设计（锦集4篇）由网友“dark”投稿提供，下面是小编整理过的大学物理之光的偏振教案设计，希望对大家有所帮助。

大学物理之光的偏振教案设计

篇1：大学物理之光的偏振教案设计

大学物理之光的偏振教案设计

知识目标

1、知道振动中的偏振现象，了解什么是偏振现象，知道偏振是横波的特点．

2、知道偏振光和自然光的区别，知道偏振光在实际生活中的应用．

能力目标

通过光的偏振现象和机械波的偏振现象的实验对比，理解光波是横波的实质．

情感目标

培养良好的物理实验习惯，学会用理论指导实践，用实验来验证理论．

知道在学习物理的过程中，做好实验的重要性．

教学建议

在复习前两节内容干涉、衍射的基础上进行小结，让学生了解：光的干涉和衍射说明光具有波动性；光的偏振说明光是横波．

可以先向学生介绍波的偏振现象，然后演示光的偏振现象实验，最好由学生自己亲自动手观察偏振光．引导学生分析横波的偏振特性，区别纵波的无偏振特性，再让学生区别偏振光与自然光．并分析讲解偏振光的产生方式，这一部分知识也可以让学生自己学习，查找资料．最后进行总结。

关于演示实验的教学建议

1、光的偏振可以用激光演示仪和偏振器进行演示．

方法：使激光束的行进方向正对着学生的观察方向，使激光束通过偏振器．转动偏振器的某一个偏振片，用毛玻璃屏接收透过偏振器的光束，可以在屏上看到光的亮度发生周期性的变化；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．

2、本实验也可以将偏振片分发到学生手中，要求学生用两个偏振片对着光线来观察光的偏振现象．

教学设计示例

光的偏振

（－）引入新课

问题：光的干涉和衍射现象表明光是一种波．我们知道波有横波和纵波，那么，光波是横波还是纵波呢？

让学生思考、猜测．

教师让学生观看机械波的偏振实验．

（二）教学过程

1、首先用机械波来说明横波和纵波的主要区别．

我们已经知道绳波是横波，如果在它的传播方向上放上带有狭缝的木板，只要狭缝的方向跟绳的振动方向相同，绳上的横波就可以毫无阻碍地传过去；如果把狭缝的方向旋转90°，绳上的横波就不能通过了，这种现象叫偏振．

横波的振动矢量垂直于波的传播方向振动时，偏于某个特定方向的'现象纵波只能沿着波的传播方向振动，所以不可能有偏振．

光是否也会产生偏振呢？

2、演示光的偏振现象：

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．

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．

再取一块同样的偏振片P2，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．

把晶片P1固定，以入射光线为轴旋转偏振片P2时，从P2透射过来的光的强度发生周期性的变化．

当P1与P2的透振方向平行时，透射光的强度最大，当P1与P2的透振方向垂直时，透射光的强度最弱，几乎等于零．把上述的光现象跟机械波的偏振现象比较，表明光通过偏振片时产生偏振现象，由此确定光波是横波．

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Pl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．

光的偏振现象并不是罕见的．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．

3、光的偏振的应用：

光的偏振现象在技术中有很多应用．例如拍摄水下的景物或展览橱窗中的陈列品的照片时，由于水面或玻璃会反射出很强的反射光，使得水面下的景物和橱窗中的陈列品看不清楚，摄出的照片也不清楚．如果在照相机镜头上加一个偏振片，使偏振片的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以把这些反射光滤掉，而摄得清晰的照片；此外，还有立体电影、消除车灯眩光等等．

探究活动

1、利用偏振镜观察光的偏振现象．

2、考察光的偏振在人们的日常生活中的应用．

篇2：高中物理光的偏振教案设计

教学目标

1、观察振动的偏振现象

2、知道只有横波才有偏振现象

3、知道偏振光和自然光的区别

4、能运用偏振知识来解释生活中的一些常见光现象

重点难点：知道光的偏振现象及光的偏振现象说明光是一种横波

复习提问：

(1)什么是横波?什么是纵波?

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一致的波叫纵波，像水平悬挂的弹簧一端振动时形成的沿弹簧传播的波。

引入：

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?本节课我们就来学习——第四节：光的偏振。

新课教学：

我们先通过一个实验来看看怎么判断一种波是横波还是纵波。

视频演示实验：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。

实验现象：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。

思考与讨论：在横波传播过程中，当狭缝既不与振动方向平行也不与振动方向垂直时，波能通过狭缝继续传播吗?

实验观察：有部分振动能通过狭缝。

横波的偏振：横波能够通过与波源振动方向不垂直的狭缝的现象称为偏振现象。

受这个实验的启示，我们可以利用类似的实验来判断光波是横波还是纵波。

光波的偏振

仪器介绍：

1.偏振片：由特殊的材料制成，它上面有一个特殊的方向(透振方向)。只有振动方向与透振方向平行的光能够完全通过偏振片。振动方向与透振方向不垂直的光可以部分通过，振动方向与透振方向垂直的光，完全不能通过。

实验1：让太阳光或灯光通过偏振片P，在P的另一侧进行观察透射光的强度。旋转偏振片，观察透射光的强度是否变化。

现象：可以看到偏振片是透明的。以光的传播方向为轴旋转偏振片 P，透射光强度不变;

实验2：偏振片P的后面再放一个偏振片Q，观察通过两个偏振片的透射光。什么时候最亮?什么时候最暗?

现象：当Q和P的透振方向平行时，透射光强度最大，但是，比通过一块偏振片时要弱。当Q和P的透振方向垂直时，透射光强度最弱，几乎为零。

实验现象分析：

篇3：高中物理光的偏振教案设计

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。

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。

篇4：高二物理的光的偏振的教案设计

高二物理的光的偏振的教案设计

知识目标

(1)理解光的全反射现象;

(2)掌握临界角的概念和发生全反射的条件;

(3)了解全反射现象的应用.

能力目标

通过观察演示实验,理解光的全反射现象,概括出发生全反射的条件,培养学生的观察、概括能力;通过观察演示实验引起学生思维海洋中的波澜,培养学生透过现象分析本质的方法、能力.

德育目标

渗透学生爱科学的教育,培养学生学科学、爱科学、用科学的习惯,生活中的物理现象很多,能否用科学的理论来解释它,更科学的应用生活中常见的仪器、物品.

重点是掌握临界角的概念和发生全反射的条件,折射角等于90°时的入射角叫做临界角,当光线从光密介质射到它与光疏介质的界面上时,如果入射角等于或大于临界角就发生全反射现象.

全反射的应用,对全反射现象的解释.光导纤维、自行车的尾灯是利用了全反射现象制成的;海市蜃楼、沙漠里的.蜃景也是由于全反射的原因而呈现的自然现象.

引导探究

实验与计算机相结合

1.全反射现象演示仪,接线板,烟雾发生器,火柴,产生烟雾的烟雾源,半圆柱透明玻璃(半圆柱透镜),弯曲的细玻璃棒(或光导纤维).

2.烧杯,水,蜡烛,火柴,试管夹、镀铬的光亮铁球(可夹在试管夹上).

3.自行车尾灯(破碎且内部较完整).

4.直尺.

教学环节

演示Ⅰ将光亮铁球出示给学生看,在阳光下很刺眼,将光亮铁球夹在试管夹上,放在点燃蜡烛上熏黑,将试管夹和铁球置于烛焰的内焰进行熏制,一定要全部熏黑,再让学生观察.然后将熏黑的铁球浸没在盛有清水的烧杯中,现象发生了,放在水中的铁球变得比在阳光下更亮.好奇的学生误认为是水泡掉了铁球上黑色物,当老师把试管夹从水中取出时,发现熏黑的铁球依然如故,再将其再放入水中时,出现的现象和前述一样,学生大惑不解,让学生带着这个疑问开始学习新的知识--全反射现象.

1.全反射现象.

光传播到两种介质的界面上时,通常要同时发生反射和折射现象,若满足了某种条件,光线不再发生折射现象,而全部返回到原介质中传播的现象叫全反射现象.

那么满足什么条件就可以产生全反射现象呢?

2.发生全反射现象的条件.

(1)光密介质和光疏介质.

对于两种介质来说,光在其中传播速度较小的介质,即绝对折射率较大的介质,叫光密介质,而光在其中传播速度较大的介质,即绝对折射率较小的介质叫光疏介质,光疏介质和光密介质是相对的.例如:水、空气和玻璃三种物质相比较,水对空气来说是光密介质,而水对玻璃来说是光疏介质,根据折射定律可知,光线由光疏介质射入光密介质时(例如由空气射入水),折射角小于入射角;光线由光密介质射入光疏介质(例如由水射入空气),折射角大于入射角.

既然光线由光密介质射入光疏介质时,折射角大于入射角,由此可以预料,当入射角增大到一定程度时,折射角就会增大到90°,如果入射角再增大,会出现什么情况呢?

演示Ⅱ将半圆柱透镜的半圆一侧靠近激光光源一侧,使直平面垂直光源与半圆柱透镜中心的连线,点燃烟雾发生器中的烟雾源置于激光演示仪中,将接线板接通电源,打开激光器的开关.一束激光垂直于半圆柱透镜的直平面入射,让学生观察.我们研究光从半圆柱透镜射出的光线的偏折情况,此时入射角0°,折射角亦为零度,即沿直线透出,当入射角增大一些时,此时,会有微弱的反射光线和较强的折射光线,同时可观察出反射角等于入射角,折射角大于入射角,随着入射角的逐渐增大,反射光线就越来越强,而折射光线越来越弱,当入射角增大到某一角度,使折射角达到90°时,折射光线完全消失,只剩下反射光线.这种现象叫做全反射.

(2)临界角C.折射角等于90°时的入射角叫做临界角,用符号C表示.光从折射率为n的某种介质射到空气(或真空)时的临界角C就是折射角等于90°时的入射角,根据折射定律可得:

(3)发生全反射的条件.

①光从光密介质进入光疏介质;

②入射角等于或大于临界角.

3.对全反射现象的解释.

(1)引入新课的演示实验Ⅰ.被蜡烛熏黑的光亮铁球外表面附着一层未燃烧完全的碳蜡混和物,对水来说是不浸润的,当该球从空气进入水中时,在其外表面上会形成一层很薄的空气膜,当有光线透过水照射到水和空气界面上时,会发生全反射现象,而正对小球看过去会出现一些较暗的区域,这是入射角小于临界角的区域,明白了这个道理再来看这个实验,学生会有另一番感受.

(2)让学生观察自行车尾灯.用灯光来照射尾灯时,尾灯很亮,也是利用全反射现象制成的仪器.在讲完全反射棱镜再来体会它的原理就更清楚了.可先让学生观察自行车尾灯内部的结构,回想在夜间看到的现象.引导学生注意生活中的物理现象,用科学知识来解释它,从而更好的利用它们为人类服务.

(3)用激光演示仪的激光光源演示光导纤维传播光的现象,或用弯曲的细玻璃棒进行演示,配合作图来解释现象:

从细玻璃棒一端射进棒内的光线,在棒的内壁多次发生全反射,沿着锯齿形路线由棒的另一端传了出来,玻璃棒就像一个能传光的管子一样.

实际用的光导纤维是非常细的特制玻璃丝,直径只有几μm到100μm左右,而且是由内心和外套两层组成的,光线在内心外套的界面上发生全反射,如果把光导纤维聚集成束,使其两端纤维排列的相对位置相同,这样的纤维就可以传递图像.

(4)让学生阅读大气中的光现象--蒙气差,海市蜃楼,沙漠里的蜃景.

1.全反射现象是非常重要的光学现象之一,产生全反射现象的条件是:①光从光密介质射到它与光疏介质的界面上,②入射角等于或大于临界角.这两个条件都是必要条件,两个条件都满足就组成了发生全反射的充要条件.

2.全反射的应用在实际生活中是非常多的.在用全反射的知识解释时,特别要注意是否满足两个条件.回答这类问题要注意逻辑推理,一般是依据条件要叙述清楚,根据要给充分,结论要简明.

3.为了给后面全反射棱镜的学习打基础.临界角是几何光学中一个非常重要的概念,但在高中阶段不深入讨论临界的情况.