【教案】光的偏振+激光（教學設計）（人教版2019選擇性必修第一冊）

4.6光的偏振激光教學設計備課人學科物理課題4.6光的偏振激光教學內容分析本節(jié)主要闡述了光的偏振現(xiàn)象，以及光的偏振在生產(chǎn)、生活、科技等方面的應用。偏振現(xiàn)象對于學生來說不好理解，所以教材先從繩波會發(fā)生偏振入手，再通過類比去介紹光的偏振。在教學中，做好兩個實驗和“做一做”是讓學生認識和理解光的偏振現(xiàn)象的關鍵，也是本節(jié)教學的突破口。本節(jié)內容有利于開闊學生的視野，加深對光的波動性，特別是對光是橫波的理解。學情分析學生已經(jīng)學習過關于光的基本知識，如光的傳播、光的折射、光的反射等，具備了學習光的偏振和激光的基本知識儲備。學生對于光的偏振和激光的概念及其應用可能還不熟悉，需要通過本節(jié)課的學習加深理解，形成清晰的概念框架。部分學生可能對光的偏振和激光的原理感到困惑，需要教師通過生動的實例和適當?shù)囊龑?，幫助學生消除疑惑。學生具備一定的科學探究能力和實驗操作能力，可以通過實驗和探究活動，進一步加深對光的偏振和激光原理的理解。教學目標1.通過觀察光的偏振現(xiàn)象，知道光是橫波。2.知道偏振光和自然光的區(qū)別，能運用偏振知識解釋生活中的一些常見光學現(xiàn)象。3.了解激光的特性，能舉例說明激光技術在生產(chǎn)生活中的應用。教學重難點【教學重點】對光的偏振現(xiàn)象的理解；

【教學難點】探究光的偏振現(xiàn)象

；教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖新課導入在觀看立體電影時，觀眾要戴上特制的眼鏡，如果不戴這副眼鏡，銀幕上的圖像就模糊不清了。這是為什么？攝影師又是如何拍攝下清晰的畫面的呢？根據(jù)所知所解回答問題利用學生身邊的問題激發(fā)學生興趣新課教學一、偏振溫故舊知在縱波中，各點的振動方向總與波的傳播方向在同一直線上；在橫波中，各點的振動方向總與波的傳播方向垂直。（二）偏振閱讀課文，回答什么是偏振，什么是偏振現(xiàn)象？1.偏振現(xiàn)象：不同的橫波，即使傳播方向相同，振動方向也可能是不同的。這個現(xiàn)象稱為“偏振現(xiàn)象”。2.偏振方向：一列沿水平方向傳播的橫波，既可能沿上下方向振動，也可能沿左右方向振動，還可能沿其他“斜”的方向振動。橫波的振動方向稱為“偏振方向”。如圖是一列橫波，當這列橫波穿過兩個帶有狹縫的木板時,狹縫的方向與波的振動方向相同，橫波是否可以穿過？回答：橫波能穿過狹縫如圖當我們將后一塊木板旋轉900以后，這時橫波就是否能再通過狹縫？回答：橫波不能穿過狹縫縱波會不會發(fā)生以上情況？縱波不會發(fā)生以上情況由此可以看出橫波和縱波的區(qū)別在哪里？橫波能夠發(fā)生偏振現(xiàn)象而縱波不能發(fā)生偏振現(xiàn)象，這就是橫波與縱波的一個區(qū)別。光的干涉和衍射說明光具有波動性，那么光波是橫波還是縱波呢？學生閱讀課文并回答問題回答問題學生提出自己的猜想、鍛煉學生歸納總結能力知道橫波與縱波的區(qū)別學以致用，鍛煉學生用所學知識解決位置問題光的偏振（一）偏振片一種由高分子薄膜制成的光學器件，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿著這個方向振動的光波才能通過偏振片，這個方向叫做“透振方向”。光的偏振播放光的偏振的兩個視頻光的偏振實驗說明了什么？光的偏振實驗說明了光是一種橫波。閱讀課文，回答什么是自然光，什么是偏振光？1．自然光：實際上，太陽以及日光燈、發(fā)光二極管等普通光源發(fā)出的光，包含著在垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，而且沿著各個方向振動的光波的強度都相同。這種光是“自然光”。2.偏振光：在垂直于傳播方向的平面上，只沿著一個特定的方向振動的光叫偏振光。閱讀課文，回答偏振片的定義觀看實驗視頻回答問題鍛煉閱讀歸納能力利用實驗說明實際問題培養(yǎng)閱讀歸納問題的能力三、偏振現(xiàn)象的應用你知道光的偏振現(xiàn)象在生產(chǎn)生活或科技領域中有什么應用？（一）攝影攝影師在拍攝池中的游魚、玻璃櫥窗里的陳列物時，由于水面和玻璃表面的反射光的干擾，景象會不清楚。如果在照相機鏡頭前裝一片偏振濾光片，轉動濾光片，讓它的透振方向與水面和玻璃表面的反射光的偏振方向垂直，就可以減弱反射光而使水下和玻璃后的景象清晰。（二）汽車汽車夜間在公路上行駛與對面的車輛相遇時，為避免雙方車燈的眩目，司機都關閉大燈，只開小燈，放慢車速，以免發(fā)生車禍。如駕駛室的前窗玻璃和車燈的玻璃罩都裝有偏振片，而且規(guī)定它們的偏振化方向都沿同一方向并與水平面成45度角，那么，司機從前窗只能看到自已的車燈發(fā)出的光，而看不到對面車燈的光，這樣，汽車在夜間行駛時，既不用熄燈，也不用減速，可以保證安全行車。立體電影偏振式3D技術是利用光線有“振動方向”的原理來分解原始圖像的，通過在顯示屏幕上加放偏光板，可以向觀看者輸送兩幅偏振方向不同的畫面，當畫面經(jīng)過偏振眼鏡時，由于偏振式眼鏡的每只鏡片只能接收一個偏振方向的畫面，這樣一來人的左右眼就會收到兩組畫面，最后經(jīng)過大腦合成立體影像。液晶顯示液晶顯示器就是利用這一特性，在上下兩片柵欄相互垂直的偏光板之間充滿液晶，利用電場控制液晶的轉動．不同的電場大小就會形成不同的灰階亮度．（五）偏光太陽鏡在陽光充足的白天駕駛汽車，從路面或周圍建筑物的玻璃上反射過來的耀眼的陽光，常會使眼睛睜不開。由于光是橫波，所以這些強烈的來自上空的散射光基本上是水平方向振動的。因此，只需帶一副只能透射豎直方向偏振光的偏振太陽鏡便可擋住部分的散射光。（六）昆蟲對偏振光的應用人的眼睛對光的偏振狀態(tài)是不能分辨的，但某些昆蟲的眼睛對偏振卻很敏感。比如蜜蜂有五支眼、三支復眼、兩支復眼，每個復眼包含有6300個小眼，這些小眼能根據(jù)太陽的偏光確定的方位，然后以太陽為定向標來判斷方向，所以蜜蜂可準確無誤地把它的同類引到它所找到的花叢。學生分享自己知道的應用學以致用四、激光的特點及其應用（一）激光閱讀課文，回答普通光為什么不容易發(fā)生干涉？普通光源發(fā)出的自然光是許多頻率、相位、偏振以及傳播方向各不相同的光的雜亂無章的混合。這導致兩個獨立的普通光源發(fā)出的光不會發(fā)生干涉。閱讀課文，什么是激光？1960年，美國物理學家梅曼率先在實驗室中制造出了傳播方向、偏振、相位等性質完全相同的光波，這就是激光。激光有哪些特點？在生活生產(chǎn)或科技領域有什么應用？1、相干性：激光是一種人工產(chǎn)生的相干光。相干性應用：光纖通訊、激光全息技術2.平行度非常好：從地面上發(fā)射的一束極細的激光束，到達月球表面時，也只發(fā)散成直徑lm多的光斑，因此激光在地面上傳播時，可以看成是不發(fā)散的。應用：測距、測速、信息存儲和閱讀3.亮度高：所謂亮度，是指垂直于光線平面內單位面積上的發(fā)光功率，自然光源亮度最高的是太陽，而目前的高功率激光器，亮度可達太陽的1萬倍。應用：工業(yè)切割、焊接；醫(yī)學“光刀”；利用強激光產(chǎn)生的高壓引發(fā)核聚變。閱讀課文。回答問題回答自己所知的激光在生活中的應用鍛煉學生閱讀歸納問題能力學以致用課堂總結板書設計4.6光的偏振激光作業(yè)設計作業(yè)分為兩塊，一是課堂練習，旨在對本堂課學習中動量的概念和實驗思路進行檢測，一是分層練習，分層次的訓練學生對知識的掌握情況。教學反思與評價經(jīng)過本次教學，我認為在以下方面有所收獲：教學方法：采用理論與實踐相結合的方法，使學生不僅理解理論知識，還培養(yǎng)了實驗技能。通過實驗觀察和操作，學生能夠更好地理解光的偏振和激光的原理。學生參與度：通過小組討論、實驗操作和問答環(huán)節(jié)，學生積極參與教學過程，表現(xiàn)出濃厚的興趣和好奇心。這種互動有助于提高學生的學習效果和興趣。教學內容的深度與廣度：本次教學內容涵蓋了光的偏振和激光的基本原理和應用，信息量大，知識點豐富。通過深入淺出的講解，學生能夠較好地掌握核心概念和方法。實驗條件：本次實驗操作所使用的設備和器材較為齊全，能夠滿足教學的需要。但在實驗過程中，需要加強對設備的維護和管理，確保實驗的安全性和準確性。然而，在教學過程中也存在一些不足之處：時間安排：由于教學內容較多，時間較為緊張。有些地方可能沒有足夠的時間進行深入討論和實踐操作，影響了教學效果。在未來教學中，需要更好地規(guī)劃時間安排，確保教學內容的完整性和深度。學生的個性化需求：在教學過程中，可能沒有充分考慮到不同學生的個性化需求。有些學生可能需要更多的時間來理解概念或進行實驗操作。未來可以嘗試采用分層教學或個性化輔導等方式，滿足不同學生的需求。實驗操作的規(guī)范性：在實驗操作