光的偏振 激光 高中物理选修教案教学设计 人教版
物理人教版高中选修3-4《光的偏振》教学设计讲课教案
物理人教版高中选修3-4《光的偏振》教学设计《光的偏振》教学设计江西石城中学:温树平 342700教材内容:新课标人教版选修3-4 第十三章第六节《光的偏振》高二年级教学目标:一.知识目标:1.知道振动中的偏振现象,知道只有横波才有偏振现象2.知道偏振光和自然光的区别,知道光的偏振说明光是横波二.能力目标:1.学习科学研究的思维方法,体会科学发展的严密性。
2.培养学生为问题设计实验、通过实验现象总结结论的能力。
三.情感目标:1. 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.2. 知道在学习物理的过程中,做好实验的重要性.教学重难点:重点:1. 使学生了解偏振现象及运用光的偏振知识来解释一些常见的光学现象2. 知道只有横波才有偏振现象,知道光有偏振现象所以光是一种横波难点:通过两个演示实验让学生接受光有偏振现象,因为偏振是学生接触的一个新概念,所以做好演示实验并通过设疑如何引导学生思考、讨论、类比、推理、判断得到结论是本节教学的关键和突破口。
教学方法:教学是教师教学生学的双边活动,教师在课前必须对学生有一定了解。
高二学生已经具有一定的抽象思维能力,但光的偏振现象对他们来说是完全陌生而又抽象的,而机械波的偏振现象相对形象些。
故要本着由浅入深,新旧联系,全面系统的原则去讲课,先做好机械波模拟实验,使学生认识机械波的偏振,进而认识偏振是横波特有的现象作为知识铺垫后然后再做光的偏振实验,在分析光的偏振实验时,要引导学生理解实验的设计思路且与机械波实验相类比。
偏振现象的应用属于了解性的,采用老师用幻灯片展示语言介绍,学生分析思考的方法,而不让学生课前预习查找,减轻学生课外学习负担,同时让学生知道光偏振并不是陌生的,而是在生产生活中很常见,激发学习兴趣。
由于光的偏振现象的抽象性及学生的抽象思维能力有限,所以在教学中主要采用教师设疑,学生探讨的问题探究教学模式,让学生观察、思考、讨论,充分发表意见,这样既有利于突出重点,化解难点,又充分发挥了学生的主体性。
人教版高中物理选修“3-2”教材-光的偏振教学设计.doc
教学设计
第六节光的偏振
天津市滨海新区汉沽第一中学•■…霍欣荣
一、教学内容分析
《光的偏振》这节课选自人教版高中物理选修3・4的第十三章的第6节,光的偏振的知识基础是在机械波的形成和传播、波的衍射和干涉、光的干涉和衍射的基础上安排的。
本节课通过介绍横波的偏振现彖, 使学生运用类比的方法,证实了光的偏振现象…光是横波。
利用光的偏振现象的原理,讲述了光的偏振现彖在现实生产、生活、科技等方面的应用。
二、教学对象分析
本节课的教学主体是高屮二年级学生,学生已经掌握了机械波的形成和传播、波的衍射和干涉、光的干涉和衍射的基础知识,知道光是一种波。
处于高二年级的学生己经具有一定的观察、类比和分析推理能力,具有初步的抽象思维和科学探究能力。
学生在生活中可能已经见到过光的偏振现象,但对于光的偏振现象是比较抽象的。
本节教学内容既有物理基础知识,又联系实际生活。
学生通过观察体验、动手实践及实验探究过程可以体会光的偏振现象及其在生活、生产、科技中的应用。
三、教学流程
请爱好摄影的一位同学给
某小组同学连续拍两张照
片,对比引出课题
____ J利用课件动态模拟实验
/ 过程,引导学生认识偏/ 振现
象
类比机械波方法,探允光是
横波还是纵波一-学生讨
论、设计实验方案,然后
学生分组实验,最后交流
汇报
/从手电筒上拆下隐藏的—J小偏振片,学生再次实7 验,观察现象,得出自然 / 光、偏振光的概念
四、教学设计思路。
4.6光的偏振激光教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
错题订正:
针对学生在随堂练习中出现的错误,进行及时订正和讲解。
引导学生分析错误原因,避免类似错误再次发生。
(五)拓展延伸(预计用时:3分钟)
知识拓展:
介绍与激光内容相关的拓展知识,拓宽学生的知识视野。
引导学生关注学科前沿动态,培养学生的创新意识和探索精神。
情感升华:
2.设计具体的教学活动
为了促进学生的参与和互动,我将设计以下教学活动:
(1)实验观察:让学生利用实验器材观察光的偏振现象,亲自动手操作,加深对偏振原理的理解。
(2)角色扮演:分组让学生扮演不同角色,如研究者、教师助理等,共同探讨光的偏振和激光的应用,提高学生的合作能力。
(3)游戏设计:设计一些与光的偏振和激光相关的游戏,如“激光传递”、“偏振光连连看”等,激发学生的学习兴趣。
教学内容
本节课的教学内容来自人教版(2019)选择性必修第一册物理教材,章节为4.6“光的偏振激光”。本节内容主要包括以下几个部分:
1.光的偏振现象:通过实验观察光的偏振现象,让学生了解偏振光的特点和性质。
2.偏振光的产生:讲解偏振光的产生原理,引导学生理解自然光和偏振光之间的关系。
3.偏振光的表示:介绍偏振光的表示方法,让学生掌握偏振光的方向和振动性质的表示。
4.6光的偏振激光教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
科目
授课时间节次
--年—月—日(星期——)第—节
指导教师
授课班级、授课课时
授课题目
(包括教材及章节名称)
4.6光的偏振激光教学设计-2023-2024学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
光的偏振 教学设计
《光的偏振》教学设计一、教材分析:《光的偏振》这节课选自人教版高中物理选择性必修一的第四章的第 6 节,光的偏振的知识基础是在机械波的形成和传播、波的衍射和干涉、光的干涉和衍射的基础上安排的。
本节课通过介绍横波的偏振现象,使学生运用类比的方法,证实了光的偏振现象---光是横波。
利用光的偏振现象的原理,讲述了光的偏振现象在现实生产、生活、科技等方面的应用。
学情分析:本节课的教学主体是高中二年级学生,学生已经掌握了机械波的形成和传播、波的衍射和干涉、光的干涉和衍射的基础知识,知道光是一种波。
处于高二年级的学生已经具有一定的观察、类比和分析推理能力,具有初步的抽象思维和科学探究能力。
学生在生活中可能已经见到过光的偏振现象,但对于光的偏振现象是比较抽象的。
本节教学内容既有物理基础知识,又联系实际生活。
学生通过观察体验、动手实践及实验探究过程可以体会光的偏振现象及其在生活、生产、科技中的应用。
二、实验教学目标1.知道振动中的偏振现象、只有横波才有偏振现象、偏振光和自然光的区别、光的偏振说明光是横波2.学习科学研究的思维方法,体会科学发展的严密性;培养学生为问题设计实验、通过实验现象总结结论的能力。
3. 培养良好的物理实验素养,提高用理论指导实践、用实验来验证理论的科学素养.三、重点难点:重点:本节课重点在横波的特点以及对光的偏振现象的研究。
难点:光的偏振现象的实验研究,以及如何运用光的偏振现象。
四、实验内容设计实验1 细绳、弹簧圈穿狭缝图1图2分别演示图一、图二的实验,引导学生得出实验2 偏振片旋转实验图3实验3 3D电影模拟实验找两个同学,分别发放两张偏振片。
让每位同学将两张偏振片的方向成90度叫遮挡在两只眼睛前方。
现象:每位同学的每只眼睛只能看见对方的其中一只眼睛。
闭上一只眼睛只能看清对方的一只眼睛。
实验4 小制作“远光灯偏振”实验猜想:夜间开车的时候,对面汽车的远光灯非常的刺眼,我们应该借助什么来解决这样的问题?使用硬纸板制作简易汽车模型。
人教版高中物理选修3教案 光 的 偏 振
课时13.6光的偏振1.观察振动中的偏振现象,知道只有横波才有偏振现象。
2.知道偏振光和自然光的区别,能运用偏振知识来解释生活中一些常见的光学现象。
重点难点:偏振光的概念、偏振光与自然光的区别,以及偏振光的应用。
教学建议:本节主要阐述了光波作为横波具有的偏振现象,以及光的偏振在生产、生活等各个方面的应用。
教学中可以先从绳波发生偏振入手,通过类比来理解光的偏振。
做好演示实验是使学生学好偏振现象的关键。
本节知识有利于开阔学生的视野,加深学生对光的波动性,特别是对光是横波的理解。
导入新课:立体电影出现于1922年。
它能产生三维立体效果,当观众戴上立体眼镜观看时,有身临其境的感觉,亦称“3D立体电影”。
你看过立体电影吗?看立体电影为什么要戴上特制的眼镜?你能解释其中的奥秘吗?1.光的偏振现象如图所示,白炽灯泡发出的光,经过两个偏振片后投射到光屏上,光源、偏振片和光屏的中心在同一条直线上,以这条直线为轴,转动任何一个偏振片,光屏上光的强度都会发生周期性的变化。
(1)白炽灯泡发出的光,经过偏振片P后变成了①偏振光,偏振片P叫②起偏器,偏振片Q叫③检偏器。
(2)光具有波动性,而且能发生偏振现象,这说明光是一种④横波(填“横波”或“纵波”)。
2.自然光与偏振光(1)普通光源发出的光包含着在垂直于传播方向上沿⑤一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都⑥相同,这种光叫自然光。
(2)偏振光:在垂直于光传播方向的平面上,只沿着⑦某个特定方向振动的光。
(3)通常我们见到的绝大部分光都是不同程度的偏振光,自然光照射在玻璃、水面、木质桌面等表面时,反射光和折射光都是⑧偏振光。
3.光偏振现象的应用(1)摄影和摄像:在拍摄水中的景物时,让镜头滤光片的透振方向与反射光的偏振方向⑨垂直,就可以减弱反射光,使被拍摄的对象的影像更清晰。
(2)液晶显示:液晶具有⑩旋光性,在外电压作用下,这个性质会消失。
在液晶显示中,液晶盒上下两偏振片的透振方向相互垂直。
人教版高中物理面试真题--《光的偏振》教案、教学设计
《光的偏振》教案、教学设计人教版高中物理选修3-4一、教学目标【知识与技能】1.认识振动中的偏振现象,知道只有横波有偏振现象;2.明白偏振光和自然光的区别;3.了解偏振光的应用,知道日常所见光多是偏振光。
【过程与方法】通过观察实验,掌握类比研究物理问题的方法,培养观察、表述、概括能力。
【情感态度与价值观】通过感知周围生活中的偏振光,培养联系实际学习物理的观念和习惯。
二、教学重难点【重点】1.光的偏振现象的实验探究;2.偏振光与自然光的区别。
【难点】探究光的偏振现象三、教学方法探究法、讲授法、讨论法四、教学过程环节一:导入新课引导学生回顾横波和纵波,提出疑问光波究竟是横波还是纵波?引出新课的探究实验。
环节二:新课讲授1.偏振现象教师简单介绍课本第一个试验装置,教师演示,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。
师生共同总结得出横波具有偏振现象,纵波不会发生偏振。
教师简单介绍课本第二个试验装置,强调起偏器P和检偏器Q的作用(用于从自然光中获得偏振光的偏振片称为起偏器,用于鉴别光的偏振状态的偏振片称为检偏器)。
演示同时引导学生认真观察随着检偏器Q的转动屏上光照强度的变化。
师生总结后得知太阳光源包含了垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且各个方向振动的光波强度都相同,这种光叫自然光。
通过起偏器后,这种光就只能沿着一个特定方向振动,这种光叫做偏振光。
横波只沿着某一个特定方向振动,称为波的偏振。
只有横波才有偏振现象。
引导学生阅读教材相关内容,了解光的偏振现象是一种常见现象。
2.偏振现象的应用幻灯片投影偏振滤光片、车灯玻璃和挡风玻璃、偏光眼镜(观看立体电影)、拍摄水面景物以及液晶显示相关图片,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。
环节三:巩固小结本节课我们通过实验演示,学习了波的偏振现象。
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。
还了解了偏振现象的一些应用。
《第四章6光的偏振激光》学历案-高中物理人教版19选择性必修第一册
《光的偏振激光》学历案(第一课时)一、学习主题本节课的学习主题为“光的偏振与激光”。
通过本课程的学习,学生将了解光的偏振现象及其在现实生活中的应用,并初步认识激光的特性和产生原理。
二、学习目标1. 知识与理解:掌握光的偏振概念,理解偏振光的特点及其产生原因;了解激光的基本原理和特性。
2. 过程与方法:通过实验观察,培养学生的观察能力和实验操作能力,提高对物理现象的理解和分析能力。
3. 情感态度与价值观:培养学生探索物理世界的好奇心和求知欲,激发对现代科技的兴趣。
三、评价任务1. 课堂表现评价:通过学生在课堂上的表现,评价其对光的偏振概念的理解程度,以及在实验操作中的观察能力和动手能力。
2. 作业评价:布置相关习题和实验报告,评价学生对激光特性的理解和应用能力。
3. 学习态度评价:观察学生的学习态度,包括参与课堂讨论、完成作业的积极性等。
四、学习过程1. 导入新课:通过观看相关视频或演示实验,引出光的偏振现象,激发学生的兴趣。
2. 理论学习:讲解光的偏振概念、偏振光的特点及产生原因,介绍激光的基本原理和特性。
3. 实验观察:通过实验演示偏振光的现象,让学生观察并记录实验结果。
4. 小组讨论:学生分组讨论偏振光的应用场景及激光的特性和应用领域。
5. 课堂互动:教师提出问题,引导学生进行课堂互动,加深对知识的理解。
6. 总结归纳:教师总结本节课的重点内容,强调光的偏振和激光的重要性。
五、检测与作业1. 课堂检测:进行小测验,检测学生对光的偏振概念的理解程度。
2. 作业布置:布置相关习题,包括偏振光的特点、激光的特性及在生活中的应用等;要求学生完成实验报告,记录实验过程和结果。
3. 预习要求:预习下一节课的内容,准备相关问题,为后续学习打下基础。
六、学后反思1. 学生反思:学生在完成作业后,应反思自己在本次课程中的学习情况,包括对光的偏振概念的理解程度、实验操作中的收获和不足等。
2. 教师反思:教师应对本次课程的教学过程进行反思,包括教学方法是否得当、教学内容是否清晰明了、学生反应情况等,以便改进教学方法和提高教学质量。
高中物理选修性必修 第一册4.6光的偏振 激光-教案-人教版
光的偏振激光【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。
4.了解激光的特点及激光的应用。
【教学重难点】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.知道光是横波及偏振在生产生活中的一些应用。
3.了解激光的特点及激光的应用。
【教学过程】一、复习提问、新课导入(复习横波和纵波的概念)师:请同学们回忆一下机械波一节内容,举例说说什么是横波?什么是纵波?生: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。
师: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?这节课我们要学习的偏振现象,可以说明光是横波。
二、新课教学(一)偏振师: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。
【演示一】介绍课本上装置,教师演示,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。
师:请一位同学来表述一下看到的现象。
生:对绳上形成的横波,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。
师:表达得不错,还有同学要补充吗?生:在绳上横波传播过程中,当狭缝既不与振动方向平行也不与振动方向垂直时,有部分振动能通过狭缝。
师:很好。
横波的这种现象称为偏振现象,大家看到,纵波不会发生偏振现象,根据是否能发生偏振,我们可以判断一个机械波是横波还是纵波。
虽然这种方法对判断机械波并非必要,但我们可以借助这种方法来判断光波是横波还是纵波。
(二)光的偏振【演示二】(教师介绍装置,强调起偏器P和检偏器Q的作用,演示同时引导学生认真观察随着检偏器Q的转动屏上光照强度的变化)师:请大家看这个薄片,它在我们这个演示实验中的作用与前面的带有狭缝的木板类似,它上面有一个特殊的方向称透振方向,只有振动方向与透振方向平行的光波才能透过偏振片,下面请大家认真观察。
【教案】光的偏振+激光+教案-2022-2023学年高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册
4.6光的偏振激光〖教材分析〗本节完整的解释了光是横波,阐述了光的偏振现象,以及光的偏振在生产、生活、科技等方面的应用。
偏振现象对于学生来说不好理解,所以教材先从绳波会发生偏振入手,再通过类比去介绍光的偏振。
在教学中,重点介绍我国在激光领域的成果。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶知道光的偏振现象和光是一种横波。
科学思维∶通过比较偏振光和自然光的区别,能运用偏振光的知识看待生活中的光学现象。
科学探究:通过观察光的偏振现象,理解光波的是不一样的横波,有着不同的偏振方向,这一特性。
科学态度与责任∶知道我国在激光领域的先进成果,培养民族自豪感。
〖教学重难点〗教学重点:光的偏振现象及其应用。
教学难点:偏振光的理解。
〖教学准备〗弹簧、激光笔等。
〖教学过程〗一、新课引入在观看立体电影时,观众要戴上特制的眼镜,如果不戴这副眼镜,银幕上的图像就模糊不清了。
这是为什么?二、新课教学(一)偏振我们已经知道质点的振动方向和波的传播方向垂直的波是横波。
质点的振动方向和波的传播方向平行的是纵波。
光波的振动情况是不可见的,那么光的波动情况,只能通过其他方式来证明。
窄缝原理:以绳波为例,让绳子穿过一个窄缝,如果绳波的方向与窄缝相同,绳波就可以穿过窄缝继续传播。
如果绳波的方向与窄缝垂直,绳波的振动就会带窄缝阻挡,无法穿过窄缝。
明确两个概念:偏振现象:传播方向相同,振动方向也可能不同。
偏振方向:横波的振动方向。
例如,一列沿水平方向传播的横波,既可能沿上下方向振动,也可能沿左右方向振动,还可能沿其他“斜”的方向振动。
而纵波则不同,以声波为例,在声源后放置两条窄缝,无论怎样调节窄缝的方向,剩余的强度都没有变化。
再比如弹簧形成的纵波,它也可以穿过相互垂直的两窄缝。
以上例子说明,纵波一定能够通过窄缝,横波不一定。
那就可以用窄缝原理来检测光波是横波还是纵波。
(二)光的偏振思考:光的干涉和衍射现象都说明光是一种波。
波又分为横波和纵波,光究竟是横波还是纵波呢?可以用窄缝原理来检测光波是横波还是纵波。
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。
人教版高中物理教案-光的偏振
學校:臨清實驗高中學科:物理編寫人:王鳳君審稿人:孔慶生選修3-4第十三章第6節《光的偏振》一、教材分析《光的顏色色散》是人教版高中物理選修3-4第13章第五節的教學內容,主要認識光的偏振現象以及偏振現象的應用。
二、教學目標1、知識目標1、知道振動中的偏振現象,知道只有橫波有偏振現象2、瞭解偏振光和自然光的區別,知道日常見到的光多是偏振光。
2、能力目標1、知道偏振光的一些應用2、通過光的偏振現象說明光是橫波3、情感、態度和價值觀目標:讓學生瞭解偏振現象應用的廣泛性,從而達到激發學生學習興趣的目的。
三、教學重點難點1、教學重點通過光的偏振現象說明光是橫波2、教學難點發射和折射時,為什麼會使光波形成偏振四、學情分析(根據個人情況寫)五、教學方法實驗觀察、理論分析、學案導學六、課前準備偏振片、立體眼鏡、軟繩且一端固定在牆上七、課時安排:1課時八、教學過程(一)預習檢查、總結疑惑複習提問1:電磁波是橫波還是縱波?電磁波在轉播時,電向量E 、磁向量B和傳播方向x有什麼關係?學生:答問…(二)情景導入、展示目標。
引入:既然我們已經知道電磁波是橫波,而光波是電磁波,故光波肯定是橫波。
而且,由於光波在傳播時,引起感光作用(和生理作用)的主要是電向量E ,我們在研究光波的傳播時,就可以用E-x圖像類比機械波的y-x圖像。
本節課,我們將看一看光作為一種橫波所顯現出來的一種特殊現象——(三)合作探究、精講點撥。
1、偏振現象啟發:我們已經從理論上知道了橫波和縱波的差別,那麼,它們在傳播的過程中,會有什麼表像的不同呢?這裡看一個演示——演示:(機械)橫波和縱波在穿過狹縫時的差別學生:觀察…現象解釋…啟發:光波既然是橫波,它的傳播是不是也應該具備機械波的這種特徵?由於光的E振動並不是肉眼所能直接觀察的,所有需要借助相關儀器來完成類比實驗。
偏振片介紹…(透振方向)演示:自然光穿過兩塊偏振片a、自然光穿過一塊偏振片,轉動透振方向;b、自然光穿過兩塊透振方向相互平行的偏振片;c、自然光穿過兩塊透振方向相互垂直的偏振片。
13.6 光的偏振-人教版高中物理选修3-4教案
1.6光的偏振【学习目标】1.知道振动中的偏振现象,偏振是横波特有的性质.2.明显偏振光和自然光的区别.3.知道光的偏振现象及偏振光的应用.知识回顾:1.我们拍照时如果光线太亮我们是不是要安装一个一字型的镜头?答:是的2.这个镜头的作用是什么?答:减小光的反射,使拍照不会曝光太强3.这是什么原理呢?答:是光的偏振的应用知识点一、光的偏振自然光和偏振光(1)自然光:从普通光源直接发出的自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向哪一个方向.这种沿着各个方向振动的光波强度都相同的光叫自然光.自然光介绍:太阳、电灯等普通光源发出的光,包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
如图所示。
要点诠释: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.通过偏振片后,自然光就变成了偏振光.如图所示,普通光源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.(2)偏振光:只沿着一个特定的方向振动的光叫偏振光.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1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2所示.结论:光是一种横波.上面第l块偏振片叫起偏器;第2块偏振片叫检偏器.偏振光的两种产生方式:(1)让自然光通过偏振片;(2)自然光射到两种介质的交界面上,使反射光和折射光之间的夹角恰好是90 ,反射光和折射光都是偏振光,且偏振方向相互垂直.要点诠释:平时我们所看到的光,除直接从光源射来的以外都是偏振光.偏振光的应用:(1)摄影技术中的应用: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、玻璃橱窗里的陈列物的照片时,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,就可使反射来的偏振光不能进入照相机内,从而可拍出清晰的照片.故人们把偏振滤光片叫做摄像机的“门卫”.(2)偏振片在汽车挡风玻璃上的应用:偏振片——汽车司机的福音.在夜间行车时,迎面开来的车灯眩光常常使司机看不清路面,容易发生事故.如果在每辆车灯玻璃上和司机坐席前面的挡风玻璃上安装一块偏振片,并使它们的透振方向跟水平方向成45︒角,就可以解决这一问题.这时,从对面车灯射来的偏振光,由于振动方向跟司机座前挡风玻璃偏振片的透振方向垂直,所以不会射进司机眼里.而从自己的车灯射出去的偏振光,由于振动方向跟自己的挡风玻璃上的偏振片的透振方向相同,所以司机仍能看清自己的灯照亮的路面和物体.(3)立体电影:立体电影也是利用光的偏振原理例题1.如图所示,P是偏振片,P的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向.下列四种入射光束中,哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光?()A.太阳光B.沿竖直方向振动的光C.沿水平方向振动的光D.沿与竖直方向成45︒角振动的光【思路点拨】只要光的振动方向不与偏振片的狭缝垂直,光都能通过偏振片.【答案】A、B、D【解析】根据光的现象,只要光的振动方向不与偏振片的狭缝垂直,光都能通过偏振片.太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45︒角振动的光均能通过偏振片.故A、B、D正确.【总结升华】当光的振动方向不与偏振片透射方向垂直时,一定有光透射出去.课堂练习一:如图所示,让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q,以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q,可以看到透射光的强度会发生变化,这是光的偏振现象,这个实验表明()A.光是电磁波B.光是一种横波C.光是一种纵波D.光是概率波【答案】B课堂练习二:由下列那些现象可以说明光是横波()A.光的偏振现象B.光的色散现象C.光的全反射现象D.光的干涉和衍射现象【思路点拨】波分为横波和纵波两类,传播方向与振动方向垂直时横波,偏振现象与横波有关,从而即可求解。
《第四章 6 光的偏振 激光》教学设计教学反思-2023-2024学年高中物理人教版19选择性必修第
《光的偏振激光》教学设计方案(第一课时)一、教学目标本课时的教学目标是让学生掌握光的偏振基本概念,理解偏振光与自然光之间的区别与联系。
通过实验演示,使学生能直观感受偏振现象,并初步了解激光的特性和应用。
同时,培养学生观察、分析和解决问题的能力,激发学生对物理学习的兴趣和热情。
二、教学重难点教学重点:理解光的偏振概念,掌握偏振光的基本特性。
教学难点:通过实验让学生深入理解偏振光与激光的区别和联系,并能简单分析激光的特性和应用场景。
三、教学准备教学前需要准备以下物品和材料:1. 偏振片、光源等实验器材;2. 投影仪、多媒体设备用于演示和讲解;3. 激光笔或激光器用于直观展示激光的特性;4. 相关的物理教材和参考资料,供学生课后复习和拓展。
此外,教师还需提前熟悉教学内容,准备相关的教学课件和教案,以确保教学的顺利进行。
同时,为了保证实验的安全,应强调学生注意实验过程中的安全规范和注意事项。
四、教学过程:一、导入环节本环节将通过创设情境、激发学生兴趣的方式,引导学生进入光的偏振与激光的学习领域。
首先,教师将展示偏振眼镜,并简单介绍其功能。
接着,教师利用激光演示装置,向学生展示激光的光束特性。
通过这些直观的展示,让学生对光的偏振和激光的独特性质产生好奇和探究欲望。
二、知识探究环节1. 偏振光概念介绍在黑板上绘制偏振光与非偏振光的示意图,让学生理解偏振的概念。
教师结合实例(如阳光、电视屏幕的光等)来解释偏振现象在生活中的存在。
然后详细介绍偏振光的概念,通过讲解和演示让学生了解偏振光的传播规律。
2. 激光的原理与特性通过多媒体课件,教师详细介绍激光的产生原理和特点。
包括激光的起源、激光器的结构以及激光的独特性质(如高亮度、高方向性等)。
同时,结合实验器材,让学生观察激光的光束形状和特性。
3. 偏振光与激光的关系引导学生分析偏振光与激光的关系,使学生明白激光具有明显的偏振特性。
教师可以通过实验演示,让学生观察偏振光与激光的相互作用,从而加深学生对这一关系的理解。
第6节 光的偏振 激光 教学设计
第6节光的偏振激光[学习目标]1.知道偏振现象,知道偏振是横波特有的性质.(难点)2.知道偏振光和自然光,知道哪些光属于偏振光.3.知道偏振现象的应用.4.了解激光的特性和应用.知识点1光的偏振1.偏振(1)偏振现象:不同的横波,即使传播方向相同,振动方向也可能是不同的,这个现象称为偏振现象.(2)偏振方向:横波的振动方向称为偏振方向.2.光的偏振(1)自然光:太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同.这种光是自然光.(2)偏振光:光在垂直于传播方向的平面上,只沿着某个特定的方向振动.这种光叫作偏振光.3.偏振现象的应用由于水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.[判一判]1.(1)自然光是偏振光.()(2)立体电影利用了光的偏振原理.()(3)光的偏振表明光是一种横波.()提示:(1)×(2)√(3)√[想一想]1.通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板,当以入射光线为轴转动偏振片时,看到的现象有何不同?提示:通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛时,透射光的强弱不随偏振片的旋转而变化.因为灯光、烛光都是自然光,沿各个方向振动的光的强度相同,因此当偏振片旋转时,透射出来的光波的振动方向虽然改变了(肉眼对此不能感觉),但光的强弱没有改变.月亮和黑板反射的光已经是偏振光,它们通过偏振片透射过来的光线的强弱会随偏振片的旋转发生周期性的变化.知识点2激光的特点及其应用1.激光是原子受激辐射产生的光,传播方向、频率、偏振、相位等性质完全相同.2.激光的特点及应用2.(1)激光可以进行光纤通信是利用了相干性好的特点.()(2)激光可用做“光刀”来切开皮肤是利用激光的相干性好.()提示:(1)√(2)×[想一想]2.利用激光测量地球到月球的距离,应用了激光哪方面的特点?提示:应用了激光平行度好的特点.1.(自然光和偏振光)关于自然光和偏振光,以下说法正确的是()A.自然光包含着垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同B.偏振光是在垂直于传播方向上,只沿着某一特定方向振动的光C.自然光透过一个偏振片后就成为偏振光,偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D.晚上月亮光是自然光解析:选 B.光源发出的光,沿着各个方向振动的光的强度都相同的光,称为自然光,沿某个特定方向振动的光称为偏振光,A错误,B正确;偏振光不能通过偏振片还原为自然光,C错误;月亮光是偏振光,D错误.2.(光的偏振)(多选)如图所示,A、B为两偏振片,一束自然光沿OO′方向射向A,此时在光屏C上,透射光的强度最大,则下列说法中正确的是()A.此时A、B的偏振方向垂直B.只有将B绕OO′轴顺时针旋转90°,屏上透射光的强度才最弱,几乎为零C.将A或B绕OO′轴旋转90°,屏上透射光的强度最弱,几乎为零D.将A沿顺时针旋转180°,屏上透射光的强度最大解析:选CD.光是横波,振动方向和传播方向垂直,要使屏上透射光强度最大,A、B的偏振方向一定要平行,故A错误;只要A、B中任意一个旋转90°,A、B的偏振方向垂直,屏上投射光的强度均达到最弱,几乎为零,故B错误,C正确;将A沿顺时针旋转180°时,两偏振片的偏振方向依然平行,透射光的强度最大,故D正确.3.(光的偏振的应用)(多选)“假奶粉事件”曾经闹得沸沸扬扬,奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标,可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度,从而鉴定糖量.偏振光通过糖水溶液后,偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α,这一角度α称为“旋光度”,α的值只与糖溶液的浓度有关,将α的测量值与标度值相比较,就能确定被测样品的含糖量了,如图所示,S是自然光源,A、B是偏振片,转动B,使到达O处的光最强,最后将被测样品P置于A、B之间,则下列说法中正确的是()A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.将偏振片B转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片B转过的角度等于αD.将偏振片A转动一个角度,使得O处光强度最大,偏振片A转过的角度等于α解析:选ACD.A、B之间不放糖溶液时,自然光通过偏振片A后,变成偏振光,通过B后到O.当在A、B间放糖溶液时,由于溶液的旋光作用,使通过A的偏振光振动方向转动了一定角度,到达O处的光强会明显减弱;但当B转过一个角度,恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时,O处光强又为最强,故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度;因为A、B的偏振方向一致,故转动偏振片A也可以.4.(激光)(多选)将激光束的宽度聚焦到纳米级(10-9m)范围内,可修复人体已损坏的器官,可对DNA分子进行超微型基因修复,把至今尚令人无奈的癌症、遗传疾病彻底根除,以上功能是利用了激光的()A.单色性好B.平行度好C.粒子性D.高能量解析:选BD.激光的平行度好,故可聚焦到很小的范围;激光的亮度高、能量大,故可修复器官.探究一自然光和偏振光的比较【问题导引】1.自然光和偏振光的主要区别是什么?2.自然光经水面反射的光一定是偏振光吗?提示:1.在垂直于传播方向的平面内,自然光沿所有方向振动,偏振光沿某一特定方向振动.2.经水面反射和折射的光都是偏振光.1.振动方向比较自然光在垂直于光的传播方向的平面内,沿所有方向振动;偏振光在垂直于光的传播方向的平面内,沿某一特定的方向振动.2.经过偏振片时的现象比较(1)如图甲所示,自然光通过偏振片后变成偏振光,后面的屏是明亮的,转动偏振片时,偏振光的振动方向随之变化,但屏上亮度不变.(2)如图乙、丙所示,偏振光经过偏振片时,若光的振动方向与偏振片的透振方向平行,屏是亮的;若光的振动方向与偏振片的透振方向垂直,屏是暗的;若既不平行也不垂直,屏的亮度介于两者之间,随着振动方向与透振方向的夹角变大,亮度逐渐变暗.【例1】(多选)在垂直于太阳光的传播方向上前后放置两个偏振片P和Q,在Q的后边放上光屏(图中未画出),如图所示,则下列说法正确的是()A.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度不变B.Q不动,旋转偏振片P,屏上光的亮度时强时弱C.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度不变D.P不动,旋转偏振片Q,屏上光的亮度时强时弱[解析]P是偏振片,它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光,该偏振光的振动方向与P的透振方向一致,所以当Q与P的透振方向平行时,通过Q 的光强最大;当Q与P的透振方向垂直时通过Q的光强最小,即无论旋转P或Q,屏上的光强都是时强时弱.[答案]BD[针对训练1]关于自然光和偏振光,下列观点正确的是()A.自然光能产生干涉和衍射现象,而偏振光却不能B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光C.自然光只能是白色光,而偏振光不能是白色光D.自然光和偏振光都能使感光底片感光解析:选 D.振动沿各个方向均匀分布的光是自然光,而振动沿着特定方向的光是偏振光,但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射,A错误.光的偏振现象并不罕见,除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光都是偏振光,B错误.光的颜色由光的频率决定,与光的振动方向无关,C错误.自然光和偏振光都具有能量,都能使感光底片感光,D正确.[针对训练2]在拍摄日落时水面下的景物时,应在照相机镜头前装一个偏振片,其目的是()A.减弱反射光,从而使景物的像清晰B.增强反射光,从而使景物的像清晰C.增强透射光,从而使景物的像清晰D.减弱透射光,从而使景物的像清晰解析:选 A.由于反射光的干扰,景物的像常常比较模糊,装偏振片的目的是减弱反射光,且透振方向与反射光的振动方向垂直,不能增强透射光.探究二激光及应用【问题导引】激光作为一种人造光源在科研、通讯、工业生产、军事科技等领域都有着广泛应用,如激光干涉仪、激光切割机、激光炮等.激光的应用如此广泛,激光到底具有哪些特性?提示:激光具有单色性好、相干性好、亮度高、平行度好等特性.1.激光的产生激光是人工产生的相干光.2.激光具有的特点(1)相干性好:所谓相干性好,是指容易产生干涉现象.普通光源发出的光(即使是所谓的单色光)频率是不一样的,而激光器发出的激光的频率几乎是单一的,并且满足其他的相干条件.所以,现在我们做双缝干涉实验时,无须在双缝前放一个单缝,而是用激光直接照射双缝,就能得到既明亮又清晰的干涉条纹.利用相干光易于调制的特点传输信息,所能传递的信息密度极高,一条细细的激光束通过光缆可以同时传送一百亿路电话和一千万套电视,全国人民同时通话还用不完它的通讯容量.(2)平行度好:与普通光相比,传播相同距离的激光束的扩散程度小,光线仍能保持很大的强度,保持它的高能量,利用这一点可以精确测距.现在利用激光测量地月距离精确度已达到1 m.(3)亮度高:它可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量.如果把强大的激光束会聚起来,可使物体被照部分在千分之一秒的时间内产生几千万度的高温.(4)单色性好:激光的频率范围极窄,颜色几乎是完全一致的.【例2】关于激光的应用问题,下列说法中正确的是()A.光纤通信是应用激光平行度非常好的特点对信号进行调制,使其在光导纤维中传递信息的B.计算机内的“磁头”读出光盘上记录的信息是应用激光有相干性的特点C.医学中用激光作“光刀”来切除肿瘤是应用了激光亮度高的特点D.“激光测距雷达”利用激光测量很远目标的距离是应用了激光亮度高的特点[解析]由激光的特点及应用可知光纤通信主要利用了激光的相干性,A错误;计算机内的“磁头”读出光盘上的信息主要应用了激光的平行度好,B错误;医疗中的激光“光刀”利用了激光的亮度高的特点,C正确;激光测距利用的是激光方向性好的特点,D错误.[答案] C[针对训练3](多选)关于激光与自然光,下列说法正确的是()A.激光的频率单一,而自然光含有各种频率的光,所以激光的相干性好B.自然光是由物质的原子发射出来的,而激光是人工产生的,所以激光不是由物质的原子发射出来的C.激光和自然光都具有相同的本质,它们都是由原子的跃迁产生的D.相干性好是激光与普通光的根本区别解析:选ACD.激光的频率单一,相干性很好,自然光中含有各种频率的光,故A、D正确;激光和自然光都是由原子的跃迁产生的,故B错误,C正确.(建议用时:30分钟)[基础巩固练]1.如图所示,让太阳光通过M上的小孔S后照射到M右方的一偏振片P 上,P的右侧再放一光屏Q,现使P绕着平行于光传播方向的轴匀速转动一周,则关于光屏Q上的亮度变化情况,下列说法中正确的是()A.只有当偏振片转到某一适当位置时光屏被照亮,其他位置时光屏上无亮光B.光屏上亮、暗交替变化C.光屏上亮度不变D.光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动解析:选 C.因为太阳光为自然光,自然光沿各个方向振动的光的强度都相同,故光屏Q上的亮度不变,故C正确.2.(多选)激光技术是在1958年发明的.激光被誉为神奇的光.关于激光的应用,下列说法中正确的是()A.激光用来控制核聚变,是因为它的平行度好,光源的能量就集中在很小一点上,可以在空间某个小区域内产生极高的温度B.由于激光是相干光,所以它能像无线电波那样被调制,用来传递信息C.用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为激光在大气中传播不受大气的影响D.能利用激光测量地面到月球表面的距离,是因为激光通过地球大气不会发生折射解析:选AB.激光用来控制核聚变,是因为它的平行度好,光源的能量就集中在很小一点上,可以在空间某个小区域内产生极高的温度,故A正确;由于激光是相干光,所以它能像无线电波那样被调制,用来传递信息,故B正确;用激光拦截导弹,摧毁卫星,是因为激光平行度好、能量高;能利用激光测量地面到月球表面的距离,是因为激光平行度好,但都会不同程度地受大气影响,故C、D错误.3.(多选)激光火箭的体积小,却可以装载更大、更重的卫星或飞船.激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供,通过一套装置,像手电筒一样,让激光束射入火箭发动机的燃烧室,使推进剂受热而急剧膨胀,于是形成一股高温高压的燃气流,以极高的速度喷出,产生巨大的推力,把卫星或飞船送入太空.激光火箭利用了激光的()A.单色性好B.平行度好C.高能量D.相干性好解析:选BC.激光的平行度好且亮度高,可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量,这样可以给火箭提供高能量,B、C正确.4.(多选)如图所示,电灯S(可视为质点)发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在P处迎着入射光方向看不到光亮,则()A.图中a光为偏振光B.图中b光为偏振光C.以SP为轴将B转过180°后,在P处将看到光亮D.以SP为轴将B转过90°后,在P处将看到光亮解析:选BD.自然光在垂直于传播方向的平面内,沿各个方向的振动是均匀分布的,通过偏振片后,透射光是只沿着某一特定方向振动的光.从电灯直接发出的光为自然光,故A错误;它通过偏振片A后,即变为偏振光,故B正确;设通过A的光沿竖直方向振动,而偏振片B只能通过沿水平方向振动的偏振光,则P点无光亮,以SP为轴将B转过180°后,P处仍无光亮,故C错误;以SP 为轴将B转过90°后,则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片,则偏振光能通过B,即在P处有光亮,故D正确.[综合提升练]5.夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照得睁不开眼,严重影响行车安全.若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃,使射出的灯光变为偏振光;同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好与灯光的振动方向垂直,但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体.假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置,如下措施中可行的是()A.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是水平的B.前窗玻璃的透振方向是竖直的,车灯玻璃的透振方向是竖直的C.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D.前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°解析:选 D.此题要求自己车灯发出的光经对面车窗反射后仍能进入自己眼中,而对面车灯发出的光不能进入自己的眼中.若前窗的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平,从车灯发出的光照射到物体上反射回的光线将不能透过窗玻璃,司机面前将是一片漆黑,A错误;若前窗玻璃与车灯玻璃透振方向均竖直,则对面车灯的光仍能照射得司机睁不开眼,B错误;若前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°,则车灯发出的光经物体反射后无法透射进本车窗内,却可以透射进对面车内,C错误,D正确.6.光的偏振现象说明光是横波,下列现象中不能反映光的偏振特性的是()A.一束自然光相继通过两个偏振片,以光束为轴旋转其中一个偏振片,透射光的强度发生变化B.一束自然光入射到两种介质的分界面上,当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时,反射光是偏振光C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰D.通过手指间的缝隙观察日光灯,可以看到彩色条纹解析:选D.通过手指间的缝隙观察日光灯,看到彩色条纹是光的衍射现象.其余各项均是光的偏振现象,故D符合题意.7.(多选)如图所示,一玻璃柱体的横截面为半圆形,让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心),产生反射光束1和透射光束2.现保持入射光不变,将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动,使反射光束1和透射光束2恰好垂直.在入射光线的方向上加偏振片P,偏振片与入射光线垂直,其透振方向在纸面内,这时看到的现象是()A.反射光束1消失B.透射光束2消失C.反射光束1和透射光束2都消失D.偏振片P以入射光线为轴旋转90°角,透射光束2消失解析:选AD.自然光射到界面上,当反射光与折射光垂直时,反射光和折射光的偏振方向相互垂直,且反射光的偏振方向与纸面垂直,折射光的透振方向与纸面平行,因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时,因垂直于纸面无光,反射光束1消失,A正确,B、C错误;偏振片转动90°,平行于纸面内的光消失,则透射光束2消失,D正确.8.如图所示,这是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置,一束偏振光射入光纤,由于温度的变化,光纤的长度、芯径、折射率发生变化,从而使偏振光的振动方向发生变化,光接收器接收的光强度就会变化.设起偏振器和检偏振器透振方向相同,关于这种温度计的工作原理,正确的说法是()A.到达检偏振器的光的振动方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大B.到达检偏振器的光的振动方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越大C.到达检偏振器的光的振动方向变化越小,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小D.到达检偏振器的光的振动方向变化越大,光接收器所接收的光强度就会越小,表示温度变化越小解析:选B.根据题意知,温度变化越大,光通过光纤时振动方向变化越大,起偏振器和检偏振器的透振方向是相同的,光从光纤中通过时振动方向变化越大,透过检偏振器的光强度就会越小,所以光接收器接收的光强度也就会越小,故B正确.9.原子发生受激辐射时,发出的光的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样,形成激光.激光测距仪——激光雷达(发出极短时间的激光脉冲)用来测量距离可以达到很高的精度,同时它还能测定被测目标的方位、运动速度和轨道,甚至能描述目标的形状,进行识别和自动跟踪.(1)说明激光的主要特点.(2)1969年7月,美国“阿波罗”宇宙飞船在登月科考活动中,在月球上安放了一台激光反射器,这台反射器成功地解决了用激光测量月地间距离的问题.请分析这台激光反射器用什么光学仪器好.(3)在光的干涉实验中,为什么使用激光产生的干涉现象最清晰?(4)激光束可切割物质、焊接金属以及在硬质难溶物体上打孔,是利用了激光的什么性质?解析:(1)激光的主要特点是:亮度高,单色性好,相干性好,平行度好.(2)要想利用激光测量月地间距离,需要让从地球射向月球的激光沿原路反射回来,全反射棱镜可以做到这一点.(3)激光具有单色性好的特点,易得到稳定的相干光源.(4)激光束可切割物质,焊接金属以及在硬质难溶物体上打孔,是利用了激光高能量且平行度好的特性.答案:(1)亮度高,单色性好,相干性好,平行度好(2)全反射棱镜(3)激光单色性好,相干性好(4)激光高能量且平行度好。
4.6 光的偏振 激光(教学设计)高二物理(人教版2019选择性必修第一册)
4.6 光的偏振激光教学设计在观看立体电影时,观众要戴上特制的眼镜,如果不戴这副眼镜,银幕上的图像就模糊不清了。
这是为什么?摄影师又是如何拍摄下清晰的画面的呢?(一)温故旧知在纵波中,各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上;在横波中,各点的振动方向总与波的传播方向垂直。
(二)偏振阅读课文,回答什么是偏振,什么是偏振现象?1.偏振现象:不同的横波,即使传播方向相同,振动方向也可能是不同的。
这个现象称为“偏振现象”。
2.偏振方向:一列沿水平方向传播的横波,既可能沿上下方向振动,也可能沿左右方向振动,还可能沿其他“斜”的方向振动。
横波的振动方向称为“偏振方向”。
如图是一列横波,当这列横波穿过两个带有狭缝的木板时, 狭缝的方向与波的振动方向相同,横波是否可以穿过?回答:横波能穿过狭缝如图当我们将后一块木板旋转900以后,这时横波就是否能再通过狭缝?回答:横波不能穿过狭缝纵波会不会发生以上情况?纵波不会发生以上情况由此可以看出横波和纵波的区别在哪里?横波能够发生偏振现象而纵波不能发生偏振现象,这就是横波与纵波的一个区别。
光的干涉和衍射说明光具有波动性,那么光波是横波还是纵波呢?(一)偏振片一种由高分子薄膜制成的光学器件,每个偏振片都有一个特定的方向,只有沿着这个方向振动的光波才能通过偏振片,这个方向叫做“透振方向”。
(二)光的偏振播放光的偏振的两个视频光的偏振实验说明了什么?光的偏振实验说明了光是一种横波。
阅读课文,回答什么是自然光,什么是偏振光?1.自然光:实际上,太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光,包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且沿着各个方向振动的光波的强度都相同。
这种光是“自然光”。
2.偏振光:在垂直于传播方向的平面上,只沿着一个特定的方向振动的光叫偏振光。
你知道光的偏振现象在生产生活或科技领域中有什么应用?(一)摄影摄影师在拍摄池中的游鱼、玻璃橱窗里的陈列物时,由于水面和玻璃表面的反射光的干扰,景象会不清楚。
人教版高中物理选择性必修第一册《光的偏振激光》说课稿
人教版高中物理选择性必修第一册《光的偏振激光》说课稿一、引言(100字)本篇说课稿将要介绍人教版高中物理选择性必修第一册中的《光的偏振激光》一章。
本章主要讨论光的偏振现象和激光的特性。
通过本章的学习,学生将能够深入了解光的偏振原理和激光的产生方式,为后续涉及光学领域的知识打下坚实基础。
二、教学目标(200字)本节课的教学目标分为以下几个方面:1.知识目标:了解光的偏振现象的基本概念和特性,掌握光的偏振方向和偏振光的产生方式;理解激光的特点和产生原理。
2.能力目标:能够运用光的偏振概念解析实际问题,如偏振片的使用;通过探究实验,理解光的偏振和激光的特性。
3.情感目标:培养学生对光学和科学研究的兴趣,增强学生的科学探究能力和分析问题的能力。
三、教学重难点(300字)本节课的教学重点主要包括:1.光的偏振现象:介绍光的偏振现象的基本概念和特性,包括偏振光的产生方式和解析方法。
2.激光的特性和产生原理:探索激光的特点和激光的产生原理,涉及光的共振放大和受激辐射的过程。
本节课的教学难点主要包括:1.光的偏振概念的引入和理解:帮助学生理解光是横波,了解偏振方向和偏振片的使用。
2.激光的产生原理:引导学生了解并思考激光的产生方式,探究光的共振放大和受激辐射的过程。
四、教学方法(200字)本节课将采用多种教学方法,包括:1.解说法:通过讲解光的偏振现象和激光的特性,向学生介绍相关概念和原理。
2.实验法:设计一些简单的实验,让学生亲自操作和观察,以加深对光的偏振和激光产生原理的理解。
3.讨论法:引导学生分组进行小组讨论,让学生在互动中思考问题,交流观点和解析实验结果。
4.归纳法:通过理论知识复习和总结,让学生对所学知识进行归纳整理,强化记忆和理解。
五、教学过程(900字)步骤一:导入(100字)通过展示一些日常生活中偏振光的现象,如太阳光的偏振,以及偏振眼镜的使用,引起学生对光的偏振现象的兴趣和好奇心。
步骤二:概念讲解(300字)通过讲解横波、纵波和光的横波特性,引入光的偏振概念。
高中物理光的偏振教案人教版选修3
课题六、光的偏振执教赵斌2009年5月一、教学目标知识目标:1、了解横波的偏振现象,知道只有横波才有偏振现象。
2、知道光波是横波。
掌握自然光、偏振光(全偏振光、部分偏振光)等概念。
3、知道反射光和折射光都是不同程度的偏振光。
4、了解光的偏振现象在生活和科学技术中的重要应用。
技能目标:1、掌握利用宏观现象的规律研究微观领域中相似现象的科学研究方法。
2、通过光的偏振现象的研究,培养学生善于动手动脑、敢于猜想、喜欢探究的学习习惯和科学的思维方法。
情感、价值观目标:1、通过“光的偏振现象”的实验探究,懂得科学研究需要实事求是的科学态度和严谨的思维方式。
2、通过了解光的偏振现象的应用,深切体会科学知识的实用价值和掌握科学知识的人生价值,激发学生热爱科学的情怀和刻苦学习的热情。
教学重点1、横波与纵波的区别(研究光波的基础);横波的偏振现象。
2、光的偏振现象的实验探究。
3、自然光、偏振光、部分偏振光等概念。
教学难点1、光的偏振现象的实验探究。
2、运用光的偏振现象分析解决问题。
教学器材轻绳、纸箱、轻弹簧、纸片、激光发生器、偏振片(起偏器、检偏器)、光屏、半圆形玻璃、平面镜、铁架台。
教学过程(引子:世界是美好的。
由于有了光,自然界才变得五彩缤纷、多姿多彩。
但是,可以说我们现在对这个带给我们光明和灿烂的东西知之甚少……) (一)、提出问题光的干涉和衍射现象说明光具有波动性,即光是一种波,但光是横波还是纵波呢?学生根据已有的知识或经验先说一说他们的看法,或者提出验证的设想。
(二)一、横波与纵波的区别(学生先说一说两者已知的一些区别。
)1、偏振现象演示:横波的偏振现象软绳穿过一个有狭缝的纸箱:a.狭缝与振动方向平行;b.狭缝与振动方向垂直。
分别在绳上形成一列横波,观察发生的现象。
(两学生配合做)c.把轻绳换成轻弹簧改用纵波做实验,观察发生的现象。
(1)在垂直于波传播方向的平面上,只有沿着平行于狭缝方向的振动才可通过狭缝,这种现象叫偏振。
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光的偏振激光
【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。
4.了解激光的特点及激光的应用。
【教学重难点】
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.知道光是横波及偏振在生产生活中的一些应用。
3.了解激光的特点及激光的应用。
【教学过程】
一、复习提问、新课导入
(复习横波和纵波的概念)
师:请同学们回忆一下机械波一节内容,举例说说什么是横波?什么是纵波?
生: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。
师: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?
这节课我们要学习的偏振现象,可以说明光是横波。
二、新课教学
(一)偏振
师: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。
【演示一】
介绍课本上装置,教师演示,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。
师:请一位同学来表述一下看到的现象。
生:对绳上形成的横波,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。
师:表达得不错,还有同学要补充吗?
生:在绳上横波传播过程中,当狭缝既不与振动方向平行也不与振动方向垂直时,有部分振动能通过狭缝。
师:很好。
横波的这种现象称为偏振现象,大家看到,纵波不会发生偏振现象,根据是否能发生偏振,我们可以判断一个机械波是横波还是纵波。
虽然这种方法对判断机械波并非必要,但我们可以借助这种方法来判断光波是横波还是纵波。
(二)光的偏振
【演示二】
(教师介绍装置,强调起偏器P和检偏器Q的作用,演示同时引导学生认真观察随着检偏器Q的转动屏上光照强度的变化)
师:请大家看这个薄片,它在我们这个演示实验中的作用与前面的带有狭缝的木板类似,它上面有一个特殊的方向称透振方向,只有振动方向与透振方向平行的光波才能透过偏振片,下面请大家认真观察。
现象1:用一个起偏器观察自然光,偏振片是透明的,以光的传播方向为轴旋转P时,透射光强度不变。
师:同学们能由此得到什么结论吗?
生:光是纵波。
师:怎么得到这个结论的呢?
生:与前面纵波实验类比得到的。
师:大家有没有考虑过假如波是横波而且沿各个方向都有振动的情况呢?
(学生默然,教师继续演示)
现象2:加上检偏器Q,当Q的透振方向与P的透振方向一致时,透射光强度最大。
现象3:以光传播方向为轴旋转时,透射光强度减弱。
当Q与P透振方向垂直时,屏上最暗,光强几乎为零。
师:现在大家能判断光是横波还是纵波了吗?
生:能,是横波。
师:那现象1是怎么回事呢?原来,我们这里用的太阳光源包含了垂直于传播方向上沿一切方向振动的光,而且各个方向振动的光波强度都相同,这种光叫自然光。
通过起偏器后,这种光就只能沿着一个特定方向振动,这种光叫做偏振光。
横波只沿
着某一个特定方向振动,称为波的偏振。
只有横波才有偏振现象。
师:哪位同学能来解释刚才我们看到的三个现象呢?
(学生基本上能根据与机械波类比解释实验现象,并明确光是一种横波。
)
师:其实,除了从太阳、电灯这样一些从光源直接发出的光外,通常看到的绝大部分光都是偏振光,反射光和折射光都是偏振光,且两者偏振方向相互垂直。
(三)偏振现象的应用
1.偏振滤光片
2.车灯玻璃和挡风玻璃
3.偏光眼镜
4.拍摄水面景物
5.液晶显示
(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。
)
(四)激光的特点及其应用
1.物体发光的微观机理
物质中的原子受到激发以后,原子能量增加,处于不稳定状态,要向低能态跃迁。
在向低能态跃迁的过程中,会发出光。
普通光源(白炽灯、日光灯、高压水银灯)的发光过程为自发辐射。
各原子自发辐射发出的光彼此独立,频率、振动方向、相位不一定相同——为非相干光。
2.激光及其产生
(1)概念:激光准确内涵是“辐射的受激发射的光放大”。
(2)产生机理:原子受激辐射后发生跃迁。
某些物质的原子中的粒子受光或电刺激,使低能级的原子变成高能级原子,在向低能态跃迁时辐射出相位、频率、方向等完全相同的光,这种光叫做激光。
3.激光的发展史
1958年,贝尔实验室的汤斯和肖洛发表了关于激光器的经典论文,奠定了激光发展的基础。
1960年,美国加利福尼亚州休斯航空公司实验室的研究员梅曼发明了世界上第一台红宝石激光器。
1965年,第一台可产生大功率激光的器件——二氧化碳激光器诞生。
1967年,第一台X射线激光器研制成功。
4.激光的特点
相干性、平行度好、亮度高(能量高)
5.激光的应用
(1)相干性应用:光纤通讯、激光全息技术。
(2)平行度好:测距、测速(激光雷达测速)、信息存储和阅读(DVD、CD唱机、计算机光盘。
(3)亮度高(能量高):工业切割、焊接;医学“光刀”、焊接;利用强激光产生的高压引发核聚变。
【课堂练习】
1.下列说法正确的是()
A.机械波都能产生偏振现象
B.光的偏振现象说明光是横波
C.自然光不能产生偏振,说明自然光是纵波
D.光波的感光作用和生理作用等主要是由磁感应强度B的振动引起的
答案:B
2.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
答案:A
3.如图所示,太阳光照射到两种介质的界面上。
关于反射光和折射光,下列说法正确的是()
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.反射光垂直于纸面振动,折射光在纸面内振动
D.反射光在纸面内振动,折射光垂直于纸面振动
答案:BC
4.对激光的认识,以下说法正确的是()
A.普通光源发出的光都是激光
B.激光是自然界普遍存在的一种光
C.激光是一种人工产生的相干光
D.激光已经深入到我们生活的各个方面
答案:CD
5.两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
答案:A
6.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。
答案: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。
7.如图所示,将上一偏振片慢慢顺时针旋转,屏上的光的亮度开始逐渐
________,当它转到90°时,屏上光亮度将最________(填“暗”“亮”),继续转到180°时光由最________变为最________。
如此每转90°,交替变化一次(设开始时上、下两偏振片平行且透振方向完全一致)
答案:变暗,暗,暗,亮
8.关于激光所具有的特点,下列说法中正确的是()
A.激光相干性好B.激光平行度好
C.激光亮度高D.激光易色散
答案:ABC
9.以下说法正确的是()
A.光纤通信利用了激光相干性好的特点
B.激光武器利用了激光亮度高的特点
C.激光写、读利用了激光亮度高的特点
D.激光加工、激光手术和激光武器都利用了激光亮度高的特点
答案:ABD
10.利用激光束来切割各种物质,是利用激光的()
A.相干性好的特点B.方向性好,平行度高的特点
C.亮度高的特点D.单色性好的特点
答案:C
11.2001年国家最高科学技术奖授予中科院院士王选,表彰他在激光排版上的重大科技贡献,激光是一种电磁波,某种排版系统中激光频率为4×1014Hz,则该激光的波长为()
A.0.25μm B.0.50μm
C.0.75μm D.1.33×106m
答案:C
12.以下说法正确的是()
①光的偏振现象说明光是电磁波②紫外线是原子外层电子受激发产生的③泊松亮斑是一种光的衍射现象④原子自发辐射的光是激光
A.①B.②③C.①②③④D.①②③
答案:B。