2020年高中物理竞赛名校冲刺讲义—第十章 波动光学：第十节 光的偏振 教案设计
关于光的偏振物理教案
关于光的偏振物理教案一、教学目标1. 让学生了解光的偏振现象，理解偏振光的特点和性质。
2. 掌握偏振片的原理和作用，学会使用偏振片观察和分析光的偏振现象。
3. 了解光波的振动方向和偏振面的概念，能够绘制和解释光波的偏振图。
4. 培养学生对物理现象的好奇心和探究精神，提高观察和思考能力。
二、教学内容1. 光的偏振现象：通过实验和观察，让学生了解光的偏振现象，知道偏振光的特点和性质。
2. 偏振片的原理和作用：讲解偏振片的工作原理，让学生了解偏振片的作用和应用。
3. 光波的振动方向和偏振面：通过实验和观察，让学生掌握光波的振动方向和偏振面的概念，能够绘制和解释光波的偏振图。
4. 偏振光的产生和应用：讲解偏振光的产生方法，介绍偏振光在日常生活和科技领域的应用。
三、教学重点与难点1. 教学重点：光的偏振现象、偏振片的原理和作用、光波的振动方向和偏振面的概念。
2. 教学难点：光波的振动方向和偏振面的理解，偏振图的绘制和解释。
四、教学方法1. 采用实验观察、讲解演示、小组讨论等多种教学方法，让学生在实践中学习和理解光的偏振现象。
2. 使用多媒体课件和实物模型，帮助学生直观地了解偏振光的特点和性质。
3. 引导学生积极参与讨论，培养学生的思考能力和团队合作精神。
五、教学准备1. 教学材料：教案、多媒体课件、实物模型、实验器材（如偏振片、光源等）。
2. 教学环境：教室、实验室等，确保有足够的光线和实验空间。
3. 学生准备：提前了解光的偏振现象，了解偏振片的作用和应用。
六、教学过程1. 引入新课：通过展示生活中的偏振现象，如液晶显示屏、偏光太阳镜等，引发学生对光的偏振现象的兴趣。
2. 讲解光的偏振现象：介绍光的偏振概念，解释偏振光的特点和性质。
3. 实验演示：进行光的偏振实验，如通过偏振片观察光的偏振现象，让学生直观地了解偏振光的特点。
4. 偏振片的原理和作用：讲解偏振片的工作原理，让学生了解偏振片的作用和应用。
5. 光波的振动方向和偏振面：通过实验和观察，让学生掌握光波的振动方向和偏振面的概念。
高中物理波动光学教案
高中物理波动光学教案一、教学目标通过本节课的学习，学生应能够：1. 理解波动光学的基本概念和原理；2. 掌握光的传播特性和衍射、干涉现象的产生原理；3. 运用所学知识解决与波动光学相关的问题；4. 培养学生的观察、实验和分析问题的能力。
二、教学重点1. 波动光学的基本概念和原理；2. 光的传播特性和衍射、干涉现象的产生原理。
三、教学难点1. 光的衍射和干涉的解释和应用；2. 渐开线和圆环条纹的形成原理。
四、教学准备1. 教师准备：a. 准备投影仪、幻灯片或者PPT等教学辅助工具；b. 备置实验装置和实验材料；c. 准备足够数量的教学习题和练习题。
2. 学生准备：a. 预习相关知识，了解波动光学的基本概念；b. 准备实验用具，如光狭缝、光源、光屏等。
五、教学过程本节课分为以下几个部分：1. 导入（5分钟）引导学生回顾前几节课所学的知识，复习光的基本概念和光的传播特性。
2. 教学（30分钟）2.1 波动光学的基本概念和原理（10分钟）a. 通过示意图和实验现象引入波动光学的概念；b. 介绍光的波动性和粒子性。
2.2 光的传播特性（10分钟）a. 解释光的直线传播，介绍菲涅尔原理；b. 通过实验展示光的直线传播，让学生观察光束的传播特性。
2.3 衍射现象的产生原理（10分钟）a. 解释光的衍射现象，介绍衍射的条件；b. 通过实验演示光的衍射现象，观察衍射的效果。
3. 实验（30分钟）3.1 实验目的和原理（5分钟）解释本次实验的目的和衍射原理。
3.2 实验步骤（20分钟）a. 学生小组合作进行实验，确保实验条件的准确性；b. 学生观察光的衍射现象，记录实验现象和结果。
3.3 思考和讨论（5分钟）学生小组讨论实验结果，思考和解释观察到的衍射现象。
4. 拓展和应用（25分钟）4.1 干涉现象的产生原理（10分钟）a. 介绍光的干涉现象和双缝干涉实验；b. 通过示意图和实验展示光的干涉现象。
4.2 练习题和解析（15分钟）a. 布置若干典型的练习题，涵盖波动光学的各个方面；b. 分析和解答练习题，巩固学生的理解和应用能力。
2020年高中物理竞赛辅导课件：波动和光学(光的偏振)02反射光和折射光的偏振(共14张PPT)
从水到空气：iP =37
应用：玻璃片堆 ······iP ························
线偏振光
近似线偏振光 激光器中： Brewster windows
*§5.4 双折射 (Birefringence)
空气 晶体
——双折射现象
2020
全国高中生物理学奥林匹克竞赛
普通物理学
（含竞赛真题练习）
§5.3 反射光与折射光的偏振 (Polarization of Reflected and Refracted Light)
以自然光入ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
••
n1
••
i
•• ••
n2
r
•
入射角
反射光
折射光
0
自然光
自然光
iP (起偏角) 其它角
线偏振光 (E)
晶体的主折射率：no 、ne
no——o光的折射率 ne——e光沿垂直于光轴的方向传播
时的折射率
SUMMARY
⒈五种偏振类型
⒉马吕斯定律
I0
I = I0cos2
⒊布儒斯特定律
n•1• • iP • • •
n2
r
•
tgiP
n2 n1
iP+ r = 90
*⒋光的双折射 ⑴名词 光轴，单轴晶，双轴晶，主平面 ⑵单轴晶 o光、e光的性质 主折射率no、ne
原因：沿晶体中任一方向只能存在两支振 动方向相互垂直、折射率一般不同 的线偏振光。
⒈晶体的光轴
——晶体中的特殊方向，沿该方向传播的 两支光波的折射率相等。
⒉晶体的光学分类 ①光学均匀体——光学性质与非晶体相同
高中物理光的偏振教案
高中物理光的偏振教案一、教学目标：1. 理解光的波动模型及光的偏振现象；2. 掌握光的偏振的基本概念和性质；3. 能够运用偏振理论解释光的各种现象。
二、教学重点：1. 光的波动模型及光的偏振现象；2. 光的偏振的基本概念和性质；3. 偏振理论在解释光的现象中的应用。
三、教学难点：1. 理解光的波动模型及光的偏振现象的涵义；2. 对光的偏振的基本概念和性质进行深入理解；3. 运用偏振理论解释实际中的光现象。
四、教学方法：1. 探究法：通过实验观察和测量，引导学生自主探究光的偏振现象；2. 对比法：将光的波动模型和光的偏振现象与传统的几何光学进行对比，帮助学生理解；3. 讨论法：引导学生在课堂上展开讨论，深化对光的偏振概念的理解。
五、教学内容：1. 光的波动模型；2. 光的偏振现象；3. 偏振器的原理和分类；4. 光的偏振在实际中的应用。
六、教学过程：1. 导入：通过实例引出光的偏振现象，让学生了解偏振的重要性；2. 探究：组织学生进行实验，观察光的偏振现象，测量光的偏振角度；3. 讲解：介绍光的波动模型和光的偏振现象的基本原理；4. 练习：让学生做一些相关练习，巩固所学知识；5. 拓展：引导学生思考光的偏振在日常生活中的应用，并展开讨论；6. 总结：总结本节课的重点内容，确保学生掌握教学目标。
七、教学资源：1. 实验器材：偏振器、偏振片等；2. 教学课件：介绍光的偏振现象的原理和应用。
八、课后作业：1. 预习下一节课内容；2. 总结本节课的重点知识，写一篇小结；3. 完成相关练习题目。
以上是本节课的教学计划，希望学生们能够认真学习，掌握光的偏振的基本原理和应用。
祝大家学习进步！。
20xx高中物理光的偏振教案
20xx高中物理光的偏振教案干涉和衍射是各种波动都具有的现象，无论是纵波还是横波，都会产生干涉和衍射。
接下来是为大家整理的20xx高中物理光的偏振教案，希望大家喜欢!20xx高中物理光的偏振教案一一、偏振现象1.偏振现象如图13-6-1所示，机械波是横波时，当质点的振动方向与狭缝平行时，机械波能透过狭缝传播(图甲)，反之，则不能传播(图乙).对纵波而言，不管什么情况，纵波总能透过狭缝而传播(图丙).图13-6-1学法一得横波只沿着某一个特定的方向振动，称为波的偏振.只有横波才有偏振现象，而纵波没有偏振现象.所以，光是一种横波.2.自然光和偏振光(1)自然光从一般光源直接发出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哪一个方向，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.如图13-6-2所示，一般光源S发出的光经过偏振片时，后面的光屏是明亮的，说明光透过了偏振片;若转动偏振片，光屏上亮度不变，说明透过光的强度不变，由此可知，自然光沿着各个方向振动的光波的强度都相同.图13-6-2联想发散偏振片是由特殊材料制成的，其“狭缝”用肉眼不能看见，它只允许振动方向与“狭缝”平行的光波通过.深化升华通过偏振片后，自然光就变成了偏振光.(2)偏振光只有一个振动方向的光叫偏振光.如经过偏振片后的自然光.若偏振光再经过一个偏振片后，情况会怎样呢?如图13-6-3所示，当两偏振片的“狭缝”平行时，光屏上仍有亮光.当两偏振片的“狭缝”相互垂直时，透射光的强度几乎为零，光屏上是暗的，如图13-6-4所示.图13-6-3图13-6-4深化升华光的偏振现象并不罕见.除了从光源(如太阳、电灯等)直接发出的光以外，我们通常看到的绝大部分光，都是偏振光.(3)偏振光的另一种产生方式自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直(如图13-6-5).图13-6-5二、偏振现象的应用1.光的偏振现象有很多应用.如在拍摄日落时水面下的景物、池中的游鱼、玻璃橱窗里陈列物的照片时，由于水面或玻璃表面的反射光的干扰，常使景象不清楚，如果在照相机镜头前装一片偏振滤光片，让它的透振方向与反射光的偏振方向垂直，就可以减弱反射光而使景象清晰.2.夜晚行车时，对方照射过来的光很强，若加一个偏振片，可减弱对眼睛的照射.3.立体电影也是利用了光的偏振原理.典题·热题知识点一偏振和偏振光例1 有关偏振和偏振光的下列说法中，正确的有( )A.只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振B.只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振C.自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光20xx高中物理光的偏振教案二《光的偏振》教学设计单靠“死”记还不行，还得“活”用，姑且称之为“先死后活”吧。
高三物理-光的偏振教案
高三物理－光的偏振教案【教学目标】1.掌握光的偏振现象的概念；2.理解线偏振器的作用原理；3.了解自然光、偏振光和光的偏振方向的概念；4.掌握偏振光的旋光现象及相关定律；5.理解波片的作用原理及其在实际应用中的作用；6.能够解决偏振器组合问题。
【教学重点】1.理解光的偏振现象和线偏振器的作用原理；2.掌握偏振光的旋光现象及相关定律；3.了解波片的作用原理及其在实际应用中的作用。
【教学难点】1.理解自然光、偏振光和光的偏振方向的概念；2.能够解决偏振器组合问题。
【教学方法】1. 归纳法、演示法；2. 示范法、讲解法和实验法。
【教学过程】一、引入1.通过展示一张水面上反射出的光的照片或者CD上的光现象，让学生感受一下光的波动特性；2.引入光的偏振现象，并通过示意图介绍电磁波的可振方向。
二、概念讲解1.自然光与偏振光：自然光是光的振动方向在各个方向上均匀分布的光，而偏振光是只在某一方向上振动的光；2.光的偏振方向：光的偏振方向表示光在一个特定平面内的振动方向，它与这个平面的垂直方向构成的角度，被称为光的偏振方向角；3.线偏振器的作用原理：偏振片是利用电磁波的反射、吸收、折射和干涉等现象制成的，它可以使光中一个特定方向的振动被完全吸收，而在另一个振动方向上的振动则能通过；4.偏振光的旋光现象及洛伦茨公式：当光线穿过含有手性分子的物质时，光线的偏振面方向总是会发生旋转，这种现象被称为旋光现象。
根据洛伦茨公式可以计算出旋光物质的旋光度。
三、实验演示1.利用偏振片、反射板和灰片等仪器演示光的偏振现象及线偏振器原理；2.演示旋光仪的使用。
四、探究1.分析不同偏振片组合后对光的传播的影响；2.通过实验探究波片及其在实际生活中的应用。
五、归纳总结1.梳理光的偏振方向及偏振器的作用原理；2.理解旋光现象及计算旋光度的方法；3.总结波片的作用原理及其在实际应用中的作用。
【教学反思】本节课的重点在于让学生了解光的偏振现象以及掌握线偏振器、波片的作用原理。
高三物理光的偏振教案
高三物理光的偏振教案
一、教学目标：
1.了解光的偏振现象。
2.掌握光的偏振方式。
3.学会使用偏振器对光进行筛选。
二、教学重点：
1.光的偏振现象。
2.光的偏振方式。
三、教学难点：
1.学生理解光的偏振现象。
2.学生掌握光的偏振方式。
四、教学过程：
1.引入：
通过观察光的现象，引导学生区分偏振与非偏振光。
2.知识讲解：
（1）光的偏振现象：光波的振动方向只在某一平面内，称为偏振光。
（2）光的偏振方式：
①线偏振：光波在一个特定平面内，振幅沿着这一方向最大，垂直于该方向的振幅最小。
②圆偏振：光波的振幅在一个平面内同时以一个方向为正弦极大值，另一个方向为正弦极小值的方式变化。
③椭偏振：光波的振幅不仅在一个平面内，而且在平面内不同方向的振幅大小和方向都不相同，具有两个不同振幅极大值和两个不同振幅极小值。
3.实验操作：
（1）将一束光通过偏振器筛选，观察现象。
（2）将两个偏振器平行和交叉放置，观察光线强度变化。
4.归纳总结：
总结光的偏振现象和偏振方式，并且掌握偏振器的使用方法。
五、作业：
1.了解光的偏振应用领域。
2.使用偏振器对不同光源进行筛选。
3.制作一份关于光的偏振知识的小册子，并进行宣讲。
六、教学反思：
1.课前检查：学生对偏振知识的了解还不够充分，需要在课前进行知识点预热。
2.注重实验操作：教学中通过实验操作，让学生能够亲身感受光的偏振现象。
3.多种方式教学：除了课堂讲解，通过小组讨论和学生宣讲等方式，激发学生兴趣，提高效果。
高中物理偏振教案
高中物理偏振教案
目标：通过此教案，学生能够了解光的偏振现象及其在实际生活中的应用，掌握偏振光的性质和产生、检验偏振光的方法。
教学内容：
1. 偏振光的基本概念；
2. 偏振光的性质；
3. 偏振光的产生方法；
4. 检验偏振光的方法；
5. 偏振光的应用。
教学步骤：
1. 导入：通过展示偏振光的应用场景，引起学生对偏振光的兴趣和好奇心；
2. 讲解：介绍偏振光的基本概念和性质，让学生了解什么是偏振光；
3. 实验：进行偏振光的产生实验，让学生亲自制作偏振光源，观察偏振现象；
4. 讨论：让学生讨论偏振光的检验方法，分析不同材料对偏振光的影响；
5. 应用：展示偏振光在3D电影、太阳镜等实际生活中的应用，让学生了解偏振光的重要性。
教学辅助手段：
1. 实验器材：偏振片、偏振光源、波片等；
2. 多媒体教学：展示偏振光的应用场景和实验过程；
3. 课堂讨论环节：让学生自由发言，促进学生的思维和学习兴趣。
评估方式：
1. 知识检测：通过课堂问答、小测验等方式考察学生对偏振光知识的掌握情况；
2. 实验报告：要求学生撰写实验报告，描述偏振光的产生过程和观察结果，评价学生对实验的理解和分析能力。
作业要求：
1. 阅读相关资料，了解偏振光的应用领域；
2. 撰写一篇关于偏振光在实际生活中的应用的文章。
教学反思：
1. 教学方法：根据学生的实际情况和反馈，灵活调整教学方法，让学生更好地理解和掌握偏振光的知识；
2. 教学内容：根据学生的学习进度和兴趣，适时更新和拓展教学内容，提高学生的学习兴趣和积极性。
物理教案-光的偏振
物理教案－光的偏振一、教学目标通过本节课的学习，学生应能够：1.理解光的偏振现象的基本概念；2.了解光的偏振现象的产生原因；3.掌握光的偏振现象的常见应用。
二、教学内容1.什么是光的偏振；2.光的偏振现象的产生原因；3.光的偏振的应用。
三、教学重难点1. 教学重点•理解光的偏振的基本概念；•掌握光的偏振的应用。
2. 教学难点•理解光的偏振现象的产生原因。
四、教学过程步骤一：导入引入通过展示一些具有偏振光特性的照片或影片，引起学生对光的偏振的兴趣，并提出问题：“你们有没有注意到一些光线在传播过程中只有一个方向上的振动？”并要求学生回答。
步骤二：概念讲解1.定义光的偏振：光的振动方向只沿着特定方向传播的现象称为光的偏振。
2.光的偏振现象的产生原因：光的偏振是因为光的电场和磁场垂直于传播方向的分量振动方向不同引起的。
步骤三：实验演示进行一个简单的实验，使用偏振光源和偏振片来观察光的偏振现象。
首先，将偏振光源射向偏振片，然后逐渐改变偏振片的方向，观察通过偏振片的光是否能透过。
实验结束后与学生进行讨论，引导他们总结观察结果。
步骤四：应用拓展引导学生思考光的偏振现象在生活中的应用，并举例讲解光的偏振在偏光眼镜、液晶显示器和光通信等方面的应用。
步骤五：练习与讨论将学生分为小组进行讨论，针对以下问题展开讨论：1.光的偏振现象的产生原因是什么？2.举例说明光的偏振在生活中的应用。
步骤六：归纳总结和学生一起总结本节课的重点内容，强调光的偏振的基本概念和常见应用。
五、课堂小结通过本节课的学习，学生对光的偏振现象有了一定的了解，并能够应用到实际生活中。
同时，学生也了解了光的偏振现象的产生原因，为进一步深入学习做好了铺垫。
六、课后作业1.查找相关资料，深入了解光的偏振现象的应用；2.思考一下：在你的生活中，还有哪些应用使用到了光的偏振？备注：老师在备课过程中可以适当准备一些相关图片或动画，以图文并茂的方式引导学生更好地理解光的偏振现象。
高中物理-高三光的偏振教案
高中物理-高三光的偏振教案
一、学习目标：
1.了解光的偏振现象的基本概念
2.掌握偏振光的特点及其解析公式
3.理解偏振片的原理及其应用
二、学习重点：
1.光的偏振现象的基本概念
2.偏振光的特点及其解析公式
三、学习难点：
1.理解偏振片的原理及其应用
2.解决偏振光方向的问题
四、教学过程：
1.引入：
教师可以用图像来引入偏振光现象，让学生对这个现象有一个基本的了解。
2.讲解：
（1）光的偏振现象的基本概念：
将光束使得它仅仅振动在一个平面上的现象称为“偏振”。
（2）偏振光的特点及其解析公式：
1、偏振光的方向：
偏振光的方向是指电场矢量在空间中运动时，电矢量的方向。
2、偏振光的振幅：
偏振光的振幅用A表示，它是电场矢量的最大值。
3、偏振光的振幅方向：
偏振光的振幅方向是垂直于光的传播方向的方向。
4、偏振光的传播方向：
偏振光的传播方向是电场矢量振动方向的垂线。
3.偏振片的原理及其应用：
（1）偏振片：
偏振片的原理是利用晶体分子内部的结构性质屏蔽电磁波中某一方向矢量，而使其沿另一特定方向通过。
（2）偏振片的应用：
1、偏振片可以用于消除光的反射和折射，可以减少许多反射
和折射的影响。
2、偏振片还可以用于分析偏振光的振动方向和测量偏振角等。
3、偏振片还可以用于制造光学设备，例如相机镜头和望远镜
的镜片等。
五、课后作业：
1.通过教材学习并熟悉偏振光的特点及其解析公式。
2.理解偏振片的原理及其应用。
高中物理竞赛辅导《光的偏振》课件
对同一波片用白光入射
1
白光
2
白光
相位差
两偏振片透振方向正交
两偏振片透振方向平行
相位差
白光中的各种波长不可能同时满足同一情况的相长干涉或相消干涉条件
1
若 满足
的相长干涉条件，对于 则满足相 消或减弱 条件
的相长干涉条件，对于 则满足相 消条件
晶体主截面
三者共面
即
都在主截面和入射面内
和
主要讨论这种最基本的入射情况
折射光线的主平面——含光轴和晶体内某一
折射线的平面。
o、e光的振向
在晶体主截面内入射
i
C
C
O光
振动
垂直于主截面
e光
振动
在主截面内
方解石晶体主截面
O光
e光
e光
O光
光线
、
都在主截面内
并且都是线偏振光
o、e光的波面
五、o光和e光的传播速度与折射率
假设方解石内有一单色点光源 S
O光波速
在方解石内
波面是球面
各向相等
光波速
在光轴方向等于O光波速
在其它方向大于O光波速
在垂直光轴方向波速最大
波面是椭圆回旋面
回旋轴向为光轴方向
主折射率
方解石主截面
C
C
光在垂直光轴方向的波速（最大波速）为
设 方解石中
O光波速为
光在真空中的波速为c
光弹性效应
偏振片2
有机玻璃模型
偏振片1
施压
应力双折射显示的偏振光干涉条纹
施压方向形成光轴
双折射与应力成正比
用于应力分析研究
光 弹 性 效 应
高三物理教案光的偏振
高三物理教案光的偏振【教学目标】1.理解光的偏振现象和偏振光的特性。
2.掌握光的偏振的实验方法和技巧。
3.能够应用偏振器进行实验和观察偏振光的现象。
【教学内容】一、概念光的偏振现象是指在某些介质中电场矢量只能振动于某个方向上传播的现象。
只有沿着某个方向振动的光称为偏振光。
光的偏振是一种性质，它的存在使得光具有了许多独特的光学现象和应用。
二、偏振光的特性1.光振动方向：偏振光的光振动方向只能在某个平面上，称为偏振面。
2.能量：偏振光的能量与普通光相同。
3.幅度：偏振光的幅度是随时间变化而发生改变，但不是发生在任意方向上。
4.光强：偏振光的光强是比较普通光变化更加平缓的。
三、实验方法光通过偏振器时，只有光振动方向与偏振器方向相同的分量通过，光振动方向与偏振器方向垂直的分量被阻隔。
通过改变偏振器方向，可以调整通过偏振器的光强和光振动方向。
四、实验步骤1.将相干光透过简单偏振器，调整偏振器角度，观察透过偏振的现象；2.将透过简单偏振器的光透过第二个偏振器，转动第二个偏振器，观察透过的现象；3.利用偏振器调整光的光强和光束的振动方向。
【板书设计】光的偏振偏振光的特性实验方法注意事项【教学反思】1.本节课通过介绍偏振光的概念、特性和实验方法，让学生了解到偏振光的重要性和在实际应用中的广泛使用。
2.教师要注意引导学生开展实验，让学生自己动手实践，发现和感受光的偏振现象，增强学生的实验操作能力。
3.在教学中，可以适当引入一些实际应用，例如：偏振太阳镜、偏振镜和CD等，利用这些实际应用，去引导学生进行探究和发现，激发学生的学习兴趣和动力。
2020年高中物理竞赛辅导课件：波动和光学(光的偏振)01偏振类型 (共14张PPT)
E0
E
P
E E0 cos E 2 E02 cos2 I I0 cos2
[例5-1]光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振 片，两偏振片的偏振化方向夹角为45，
若不考虑偏振片的反射和吸收，则穿
过两偏振片后的光强为
。
[例5-1]光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振 片，两偏振片的偏振化方向夹角为45，
特点：含多种偏振成分，但有占优方向.
表示法： • •
or •• ••
⑸自然光 (非偏振光)
特点：含多种偏振成分, 无占优方向.
表示法： • • •
——可分解成两个相互垂直的、等强度的 线偏振光.
Notes: ①自然光 白光 I
o
②线偏振光 单色光 I
o
§5.2 偏振片(Polaroid) ——只让光矢量沿给定方向的分量透过.
偏振片的偏振化方向 or 通光方向
e.g. I0
I0/2
• ••
⑴制作：二向色材料(dichroic materials)
对光矢量某一方向分量 强烈吸收，对与 之垂直 的分量吸收很少.
⑵用途：起偏和检偏
⑶马吕斯(E.L.Malus)定律： ——线偏振光透过检偏器后的强度
I0
I = I0cos2
[来历]
按 E(光矢量)的振动特点划分：
⑴
⑵
⑶
⑷
⑸
⑴特线点(平：面E、沿完一全条)偏直振线光振动
表E与示法u：构成的平面——振or动面• • • • •
E可分解：
y
Ey
E
x
Ex
Ex E cos Ey E sin
⑵特圆点偏：振光E旋转，端点轨迹为圆. ⑶特椭点圆：偏振E光旋转，端点轨迹为椭圆.
2020年高中物理竞赛名校冲刺讲义—第十章 波动光学：第二节 相干光 教案设计
2020高中物理竞赛 江苏省苏州高级中学竞赛讲义第十章 波动光学§10.2 相干光一、光源的发光特性光源(light source)的最基本发光单元是分子、原子。
1 普通光源：自发辐射波列：一个原子每一次发光只能发出一段长度有限、频率一定和振动方向一定的光波，这一段光称为一个波列。
这一跃迁过程所经历的时间很短，约为10-8s 。
独立指前后发光间隔、频率、相位关系、振动方向和传播方向均独立。
普通光由光源中许多原子发出的相互独立的波列组成。
2 激光光源：受激辐射发光时间 τ～10-8秒-E 1)/h能级跃迁辐射波列辐射跃迁与波列激光发出的波列完全相同。
3 光矢量光一般指的是电磁波谱中可见光区域的电磁波；可见光波长范围：076－0.40μm 。
光密介质和光疏介质是由折射率划分的。
电场强度E 和磁场强度H 的同步振动构成了电磁波。
电磁波中能引起视觉和使感光材料感光的原因主要是振动着的电场E 。
所以将我们关心的电场振动称为光振动，场强称为光矢量。
若两束光的光矢量满足相干条件，则它们是相干光，相应的光源叫相干光源。
二、相干和非相干叠加 光波方程（波函数） 式中：E ——任意时刻的电振动位移 Ф0——初相位 E 0——电振动振幅 λ——光波波长ω——圆频率 r ——讨论点到原点距离 上式对应的光波是理想的平面简谐波，是一个无限长的余弦波。
光波的光强：光强即光波的能流密度 即同频率的两列光波叠加合振幅ν完全一样(频率、相位、振动方向)激光光源发光(受激辐射)02cos o r E E t πωφλ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭2212I uA ρω=2I A ∝11012cos o r E E t πωφλ⎛⎫=-+ ⎪⎝⎭22022cos o r E E t πωφλ⎛=-+ ⎝222102010202cos E E E E E φ=++∆()1020212r r πφφφλ∆=---相位差合光强222010*********cos()I E E E E E ϕϕ∝=++-称为相干项。
物理光学与光的偏振现象分析教学教案
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课堂提问：了解学生对知识点的 掌握程度和思考能力
实验操作：观察学生在实验过程 中的操作能力和解决问题的能力
感谢观看
汇报人：XX
偏振光的应用实例
偏光太阳镜：过滤掉有害的 偏振光，保护眼睛
液晶显示器：利用偏振光控 制液晶分子的排列，实现图 像显示
3D电影：利用偏振光实现 立体视觉效果
光纤通信：利用偏振光实现 高速数据传输
偏振光在生活中的应用
液晶显示器：提高显示质量， 降低功耗
太阳镜：减少眩光，保护眼 睛
3D电影：通过偏振眼镜实 现立体视觉效果
利用多媒体技术，进行实验演 示，让学生更直观地了解光的 偏振现象
5
教学重点与难点
光的干涉和衍射现象是重点
光的干涉现象： 介绍光的干涉原 理、实验方法及 应用
光的衍射现象： 介绍光的衍射原 理、实验方法及 应用
光的偏振现象： 介绍光的偏振原 理、实验方法及 应用
光的干涉、衍射 和偏振现象的比 较与分析：通过 对比这三种现象， 帮助学生理解它 们的异同点，加 深对物理光学的 理解。
期末考试评价
考试内容：物理光 学与光的偏振现象
分析
评分标准：理论 知识、实验技能、
团队合作等
考试形式：笔 试、实验操作、
课堂表现等
反馈方式：试卷 分析、教师点评、
学生互评等
学生反馈意见收集
发放问卷调查：收集学生对课程 内容的理解和掌握情况
作业批改：通过作业批改了解学 生的学习情况和存在的问题
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光纤通信：提高传输速率和 稳定性
4
教学方法与手段
理论讲解与实验演示相结合
理论讲解：介绍光的偏振 现象的基本概念、原理和
高中物理教学教案：波动与光学
重点：波动与光学的基本概念和原理
难点：波动与光学在实际生活中的应用
反思：引导学生思考波动与光学对生活的影响
总结：总结本节课的主要内容，帮助学生巩固所学知识
汇报人：XX
感谢观看
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教学方法：采用讲解、演示、实验等多种教学方法，使学生全面了解波动与光学的基本概念和性质，掌握实际应用的方法和技巧。
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教学评价：通过课堂提问、练习和考试等多种方式，评价学生对波动与光学基本概念、性质和应用的掌握情况，及时调整教学方法和策略，提高教学质量。
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巩固练习：结合实例，进行案例分析和实验操作
能够独立完成实验，并分析实验数据
培养观察、思考和解决问题的能力，增强科学探究精神
提高实验安全意识和团队协作能力
03
教学内容
波动的基本概念与性质
波动是能量传递的方式，包括声波和水波等。
波动具有周期性，即每隔一段时间就会重复出现。
波动具有传播性，可以在介质中传播。
波动具有振动性，即波动是振动的传播。
作业内容应与课堂所学内容紧密相关，有助于学生巩固基础知识和提高应用能力。
作业形式可以多样化，如选择题、填空题、计算题等，以满足不同学生的学习需求。
教师应对学生的作业进行及时批改和反馈，指出存在的问题和不足之处，并给出相应的建议和指导。
05
教学重点与难点
重点：波动的基本概念、光学仪器成像原理、光的干涉与衍射现象。
组织学生进行小组讨论和合作学习
小组讨论：学生分组讨论波动与光学的基本概念和原理，促进自主学习和合作探究。
合作学习：通过小组合作完成实验、制作模型等任务，培养学生的团队协作能力和沟通能力。
教师指导：教师提供指导和支持，确保小组讨论和合作学习的效果。
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2020高中物理竞赛
江苏省苏州高级中学竞赛讲义
第十章波动光学
第四次课：2学时
1 题目：§10.10 光的偏振性马吕斯定律
§10.11 反射光和折射光的偏振
2 目的：
理解自然光、偏振光和部分偏振光的概念。
了解偏振光的获得和检验方法。
理解马吕斯定律和布儒斯特定律。
一、引入课题：
光波是特定频率的电磁波，在这种电磁波中，引起视觉效应和激起光化学作用的主要是电场矢量，因此，电场矢量又叫光矢量。
由于电磁波是横波，对于电矢量，磁矢量具有单一对应关系且具有同步性，所以在讨论光振动时，从中任取一个即可。
我们取电矢量代表光波，光波中光矢量的振动方向总和光的传播方向垂直，光波的这一基本特征就叫做光的偏振。
二、讲授新课：
§10.10 光的偏振性马吕斯定律(Polarization of light)
一、线偏振光
光矢量所在的平面表示光波的振动面，这种光振动只限于某一个确定的方向的光叫平面偏振光，亦称线偏振光。
1 线偏振光：光波中的光矢量
(E )只沿单一方向振动的光称作线偏振光 (linear
2 振动面：由光矢量的振动方向和光的传播方向组成的面。
若光矢量在振动面内，则线偏振光又称平面偏振光。
3 线偏振光的分解：
线偏振光的光振动可沿两个相互垂直的方向分解。
E x = E cos α E y = E sin α
依赖于x , y 方向的选取。
4 线偏振光的表示法
面对光的传播方向看
(a)
(b)
线偏振光的振动方向
x
线偏振光的分解 · · · ·
· 光振动垂直板面
线偏振光的表示法
光振动平行板面
二、自然光(非偏振光) 1 普通光源发光的是自然光
普通光源各原子发光是独立的，所发波列的振动方向间没有必然的关系(振动方向随机)。
普通光源发出的光波中包含了所有方向的光振动，没有优势方向。
所以普通光源所发的光是自然光(natural light)又称非偏振光(nonpolarized light ，unpolarized light)。
自然光各方向振动间没有必然的相位关系，不能相互抵消。
2 自然光的分解
自然光的光振动可分解为两个振动方向相互垂直的、振幅相等的、无固定相位差的振动。
一束自然光可分解为两束振动方向相互垂直的、等幅的、不相干的线偏振光。
E x = E y 其数值与x 、y 方向选择无关。
总光强 I = I x + I y —非相干叠加 I x = I y = (1/2) I
3 自然光表示法
三、部分偏振光(partial polarized light) 1 部分偏振光
(a)自然光
(b)自然光的分解
自然光的表示法
部分偏振光是彼此无固定相位关系、振动方向任意、不同方向上的振幅不同的大量光振动的组合。
2
部分偏振光可分解为两束振动方向相互垂直的、振幅不等的、无固定相位差的线偏振光
3 部分偏振光的表示
4 偏振度(degree of polarization)
对于上述部分偏振光，其偏振度可如下定义：让光束垂直入射到偏振片(见后)上，以光束传播方向为轴，旋转偏振片，测出透过偏振片的最大光强I max和最小光强I min，则偏振度为
(属完全偏振光) P = 1
自然光(非偏振光) P = 0
部分偏振光0 < P < 1
(b)部分偏振光的分解
(a)部分偏振光
部分偏振光及其分解
部分偏振光的表示法
P ＝
I max - I min
I max + I min
按偏振状态，光可分为：完全偏振光、部分偏振光和非偏振光 三类。
完全偏振光有 线偏振光、
圆偏振光、
椭圆偏振光三种
(后两种待讲)。
部分偏振光是完全偏振光与非偏振光的混合(非相干叠加)。
前面讲的部分偏振光只是线偏振光与非偏振光的混合。
四、偏振片、起偏和检偏
1 起偏：由自然光获得偏振光称起偏。
起偏的原理：利用某种形式的不对称性：
物质的二向色性――只对某一方向的光振动有强烈吸收光的反
射和折射；
光的散射；
光在晶体上的双折射…。
2 起偏器(polarizer)：相应的光学器件。
.偏振片
(Polaroid)是由自然光获得线偏振的平面片状器件。
它利用晶体的二 向色性(dichroism)起偏。
可把硫酸碘奎宁的针状粉末 定向排在透明的基片上或把富含 自由电子的碘附着在拉伸的塑料 薄膜上制成偏振片。
3
电气石晶片
(透振方向)
用偏振片起偏
出射光强I = (1/2)I0
偏振片的偏振化方向指透振方向。
4 检偏：用偏振器件分析、检验光束的偏振状态称检偏。
所用器件称检偏器(analyzer)，起偏器既可“起偏”又可“检偏”。
检偏方法：
设入射光(待检光)可能是自然光、线偏
振光或部分偏振光(设由线偏振光与自然光
混合而成)，用偏振片来区分它们：
以光线为轴转动P，
如I不变—待检光是什么光?
如I变且有消光—待检光是什么光?
如I变且无消光—待检光是什么光？
五、马吕斯定律(Malus law)
线偏振光通过偏振片P前后的光强关系：I = I0 cos2α
振幅矢量图：
面对光的传播方向看
E = E0 cosαI = I0 cos2αα
= 0，I = I max = I0
α马吕斯定律
?
用偏振片检偏
α = π/2，I = 0—消光(extinction)
例10－3 两偏振片的偏振化方向之间夹角为п/6，如入射自然光的的强度为I0,试求透过两偏振片后的光强。
解：自然光I0经过起偏片后，其光强为
I1经过起偏片后，其光强为
10
1
2
I I
=
22
2100
13
cos cos
268 I I I I
π
α
===。