《光的偏振》
一、 教学设计说明
1. 教材分析
《光的偏振》是《普通高中物理课程标准》选修模块3-4中第三主题“光”中的内容，其基本内容要求是“观察和理解光的偏振现象”，活动建议是“通过调查研究，收集光的偏振现象应用实例”。
本节课的教学内容选自人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书2007年版《物理》选修3-4第13章第6节。光的偏振知识是在机械波的形成和传播、光的干涉和衍射的基础上安排的。教材先介绍直观的机械横波遇到带有狭缝的挡板时具有偏振现象，然后类比到抽象的光波在遇到偏振片时也具有偏振现象，这符合学生从具体到抽象的认知过程。最后介绍光的偏振在生产、生活、科技等方面的应用，有利于加深学生对光的波动性，特别是对光是横波的理解。本节知识是对物理光学有力的补充，也具有提高学生科学素养的现实意义。
2. 学情分析
学生是普通高中二年级学生，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。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，但对于光的偏振知识仍是比较陌生的。高中二年级学生正处于高中学习的关键时期，新课程实施中，要求他们对物理选修课程做出选择，将影响到他们人生发展方向。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，体会物理学的科学美，这有助于学生提高科学素养同时，提升人文素养。
二、教案
课题 光的偏振 授课时间 9分钟
学生 普通中学高二年级学生
教
学
目
标 知识与
技能 1.了解偏振现象，知道只有横波才能产生偏振现象，知道光是横波；
2.了解偏振光的概念，初步了解光的偏振现象在生活、生产、技术中的应用。
过程与
方法 3. 学习科学研究的类比思维方法。
4.通过对光的偏振应用的学习，提高运用知识解决实际问题的能力。
- 1 - 《光的偏振》教学设计
《光的偏振》
授课对象 高二 计划课时 1课时
三 维
教学目标
知识与技能目标：
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、偏振光的概念
3、知道反射光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
过程与方法目标：
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、态度与价值观目标：
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，激发学生对科学的好奇心和求知欲
教学重点 1、机械波中横波与纵波的区别、横波的偏振现象
2、光的偏振现象的实验探究
3、自然光、偏振光的概念
- 2 - 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实际问题
教学资源 课件 绳 教鞭
教学活动 学生活动 教师活动 设计意图
活动1
1实验：取一软绳和中间有一“狭缝”的硬纸板，使软绳从“狭缝”中穿过，请两位同学分别控制绳的两端，其中一端固定不动，另一端的同学上下抖动，形成一列绳波。调节狭缝的方向，第一次与绳波的振动方向相同，第二次与绳波的振动方向垂直，观察绳波经过狭缝后的现象。 1、研究光的偏振光与偏振片透振方向。
短时间内激发学生兴趣，引入新课。
尝试用光的干涉、衍射等光学原理进行分析，得出这可能是光的另外一种性质的结论，带着好奇的心理学习新课 1、 设疑激趣
2、 导入新课
活动2
了解物理学史 1、 学生根据已有的知识和经验提出自己的看法；
2、 通过教师讲解，大致了解科学家对于光是一种横波的研究历程，知道偏振片的原理
1、 提出问题：光的干涉、衍射现象已经证明光的确是一种波，那么光是横波还是纵波？我们如何用实验证明？
偏振光的知识
姓名：高吉 （学号：20070791 班级：02130701）
你对偏振光了解多少呢？你又对它们的应用了解多少呢？它的应用在我们日常生活中无处不在，在科技领域更是大显身手。就连一些动物也少不了用偏振光来辨别方向，就让我来谈一谈偏振光的原理。
我们已经知道，光波是横波，即光振动方向垂直于光的传播方向．但在垂直于光传播方向的平面内，光振动还可能有多种可能的取向，或说电场强度（与磁感应强度）在这样的平面内还可以在方向和大小上作多种可能的变化．光在传播中会表现出与光的横向振动状态有关的特性．反映光的这种特性的现象称为光的偏振现象．这是横波所特有的现象，纵波就没有偏振现象。
早在17世纪人们就观察到光的某些偏振现象，例如方解石晶体的双折射现象，然而当时光的波动理论尚未完善建立，也就不知道这种现象意味着光波是横波，直到T．杨和A．J．菲涅耳发展完善了光的波动理论，并提出光波是横波；J．C．麦克斯韦发展了电磁理论，肯定了光是电磁波，人们才对光的偏振现象有了深入的了解．
正如光的干涉和衍射现象揭示了光的波动性，光的偏振现象则表明了光及所有电磁波是横波。光振动的方向特性，即光的偏振性。根据光矢量对传播方向的不对称情形，光可分为线偏振光、自然光、部分偏振光、椭圆偏振光和圆偏振光。
在自然状态下发光体中的大量分子原子先后间歇发光时，光振动在垂直于光传播方向－的平面内不论是振动的方向或是振幅的大小都是随机变化的，各方向有相同的概率，没有哪个方向占有优势，这样的光波称为自然光或非偏振光．作为一种示意图，自然光的光振动可以用图1表示．在自然光中，各个方向的光振动之间没有固定的相位关系．
我们研究光的偏振性质时，常在垂直于光传播方向的平面内把光振动分解为两个相互垂直方向的分振动．对于自然光，在任意取定的两个相互垂直的方向上分解出的两个分振动都有相同的振幅，但无固定的相位关系。如图2
图1 图2
图3
《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
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
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。闭上一只图1
图2
图3 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。
