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第8节 光的偏振 激光 （教学设计）
年级 高二年级 学科 物理 教师
课题 第8节 光的偏振 激光
教学 目标 物理观念 1.理解光的偏振现象及其物理本质； 2.掌握自然光与偏振光的区别与联系； 3.认识激光的特性及其在现代科技中的应用。
科学思维 1.通过偏振实验现象推断光的横波特性；
2.运用偏振原理解释3D电影、车灯防眩等实际应用；
3.比较激光与普通光源的异同，理解激光的独特优势。
科学探究 1.通过偏振片实验探究光的偏振现象；
2.设计实验验证马吕斯定律；
3.探究激光的相干性、平行度和高亮度特性。
科学态度 与责任 1.通过偏振现象的探究，培养实证科学精神； 2.认识激光技术对现代社会的深远影响；
3.形成严谨求实的科学探究态度。
教学重难点 教学重点： 1.光的偏振现象及其横波本质； 2.自然光与偏振光的区别； 3.激光的特性与应用。 教学难点： 1.偏振方向对透射光强度的影响； 2.反射光与折射光的偏振特性； 3.激光相干性的理解与应用。
教学过程
教师活动 学生活动
教学引入 【情境导入】 展示3D电影图片，提出问题："观看3D电影为什么要戴特制眼镜？ 引导学生思考光的振动方向特性； 引出偏振现象的研究意义。 学生回忆3D电影观影体验，思考偏振现象
新课讲授 一、偏振 【概念讲解】 1.偏振现象的定义: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”。 【对比分析】 通过木板缝隙模拟演示横波与纵波的偏振特性差异 现象：一列纵波，以这列纵波的传播方向为轴，无论我们怎么旋转第二块木板，纵波都能通过。也就是说纵波不发生偏振现象。 【历史回顾】 介绍惠更斯与托马斯·杨关于光波性质的争论：伟大的物理学家惠更斯最早提出光是纵波，托马斯·杨认为光是一种横波，但在当时他们都缺乏充足的证据证明自己的观点。 理解横波与纵波在偏振特性上的区别
新课讲授 二、光的偏振 【实验探究】 分发偏振片，指导学生进行实验： 1.单块偏振片旋转观察；2.双偏振片平行与垂直放置观察； 【概念建立】 1.透振方向：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”。 2.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”。 3.偏振光：自然光在通过偏振片 P 时，只有振动方向与偏振片的透振方向一致的光波才能顺利通过。也就是说，通过偏振片 P 的光波，在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定的方向振动。这种光叫作偏振光。 动手操作偏振片，观察透射光强度变化。
新课讲授 三、偏振现象的应用 【实例展示】 1.偏振镜消除反光；2.汽车防眩光系统； 3.立体电影原理；4.液晶显示技术； 【原理阐释】 重点分析3D电影的偏振分光原理：偏振式3D技术是利用光线有“振动方向”的原理来分解原始图像的，通过在显示屏幕上加放偏光板，可以向观看者输送两幅偏振方向不同的画面，当画面经过偏振眼镜时，由于偏振式眼镜的每只镜片只能接收一个偏振方向的画面，这样一来人的左右眼就会收到两组画面，最后经过大脑合成立体影像。 【技术对比】 展示安装偏振照明灯前后的对比效果。 分析偏振在摄影、驾驶、3D电影中的应用原理
新课讲授 四、激光的特点及其应用 【特性讲解】 1.相干性：激光是一种人工产生的相干光。 2.平行度非常好：从地面上发射的一束极细的激光束，到达月球表面时，也只发散成直径lm多的光斑，因此激光在地面上传播时，可以看成是不发散的。 3.亮度高：所谓亮度，是指垂直于光线平面内单位面积上的发光功率，自然光源亮度最高的是太阳，而目前的高功率激光器，亮度可达太阳的1万倍。 【应用展示】 展示激光在各类领域的应用实例。 1.相干性：光纤通信、全息技术； 2.平行度好：激光测距、测速； 3.亮度高：工业切割、医疗手术、核聚变； 小组讨论总结激光三大特性，了解其科技应用
课 堂 练 习 课 堂 练 习 【例1】（多选)如图6-1所示，电灯S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(　BD　) 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 【例2】 两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面调整至没有光通过。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　) A．透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零 B．透过偏振片的光强先增强，然后减少到非零的最小值 C．透过偏振片的光强在整个过程中都增强 D．透过偏振片的光强先增强，再减弱，然后又增强 【例题3】(多选)关于激光应用的事例中，下列说法正确的是（ ABD ） A.激光平行度好，可以用于测距 B.激光能量十分集中，为治疗近视眼而研制的“激光刀”就利用了这个特点，优点是有效地减少了细菌的感染 C.激光的亮度高，可以用于城市广场照明 D.激光的相干性好，可用于双缝干涉实验
板 书 设 计 第8节 光的偏振 激光 一、光的偏振 1.偏振现象：横波特有现象 2.自然光 偏振光：通过偏振片 3.透振方向：控制光通过的关键 二、偏振应用 1.摄影去反光 2.汽车防眩目 3.3D立体电影 4.液晶显示 三、激光特性 1.相干性好：全息、通信 2.平行度高：测距、定位 3.亮度极高：切割、医疗
课 堂 小 结
作 业 布 置 1.完成教材课后练习1-3； 2.设计一个利用偏振原理的小实验； 3.调研激光在某一领域的具体应用。
教 学 反 思 本节课通过丰富的偏振实验和激光应用展示，有效激发了学生的学习兴趣。偏振片实验操作简单、现象明显，学生能够直观理解偏振概念。但在理解反射光偏振特性方面，部分学生存在困难，需要更多图示和动画辅助。激光部分内容与学生生活联系紧密，教学效果良好。下次可增加偏振光在自然界中的实例，如天空光的偏振现象。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）

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