《导学案》2021版高中物理(人教版选修3-4)教师用书:13.6-光的偏振-讲义-Word版含答案.docx
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1、课时13.6光 的 偏 振1.观看振动中的偏振现象,知道只有横波才有偏振现象。2.知道偏振光和自然光的区分,能运用偏振学问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分,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。做好演示试验是使同学学好偏振现象的关键。本节学问有利于开阔同学的视野,加深同学对光的波动性,特殊是对光是横波的理解。导入新课:立体电影毁灭于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
2、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?你能解释其中的奇怪吗?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后变成了偏振光,偏振片P叫起偏器,偏振片Q叫检偏器。(2)光具有波动性,而且能发生偏振现象,这说明光是一种横波(填“横波”或“纵波”)。2.自然光与偏振光(1)一般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,这种光叫自然光。(2)偏振光:在垂
3、直于光传播方向的平面上,只沿着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垂直,就可以减弱反射光,使被拍摄的对象的影像更清楚。(2)液晶显示:液晶具有旋光性,在外电压作用下,这共性质会消逝。在液晶显示中,液晶盒上下两偏振片的透振方向相互垂直。1.太阳光是自然光还是偏振光?解答:是自然光。2.光的偏振现象说明光是横波还是纵波?解答:是横波。3.什么是液晶的旋光性?解答:液晶会使光的偏振方向旋转90。主题
4、1:观看光的偏振现象情景:图示是教材的“演示”中用白炽灯泡做光源检验光波是不是横波的演示示意图。问题:(1)如图甲所示,假如在光源与光屏之间放上一个偏振片P,光屏上的明暗程度会不会发生变化?为什么?(2)如图甲所示,转动偏振片P,光屏上的明暗程度会不会发生变化?为什么?(3)如图乙、丙所示,固定偏振片P,转动偏振片Q,光屏上光的亮度为什么会发生周期性变化?(4)如图乙、丙所示,固定偏振片Q,转动偏振片P,光屏上光的亮度还会发生周期性变化吗?解答:(1)会发生变化。白炽灯泡发出的光是自然光,由于偏振片P的存在,到达光屏的光只剩下沿某个方向振动的偏振光。(2)在图甲中,白炽灯泡发出的光是自然光,由
5、于自然光沿各个方向振动的光的强度相同,因此在图甲中转动偏振片P时,只转变偏振光的振动方向,不转变偏振光的能量,光屏上光的明暗程度不会发生变化。(3)在图乙和图丙中,偏振片P为起偏器,偏振片Q称为检偏器。白炽灯发出的自然光经偏振片P后只剩下沿其透振方向振动的光,假如偏振片Q透振方向与偏振片P透振方向相同,则有光到达光屏上,光屏被照亮;假如偏振片Q与偏振片P透振方向相互垂直,则不会有光到达光屏上,光屏变暗。因此,固定偏振片P,转动偏振片Q时,光屏上光的亮度会发生周期性变化。(4)会发生周期性的变化。学问链接:要推断偏振光的强弱,关键是推断偏振光的振动方向与偏振片的透振方向的关系。若它们平行,则光强
6、最强;若它们垂直,则光强最弱。主题2:偏振光问题:(1)跟同学争辩一下,有哪些方式可以获得偏振光?(2)透过一个偏振片去观看黑板时,转动偏振片,会发觉黑板上粉笔字的亮度会发生变化,为什么?解答:(1)自然光通过偏振片可获得偏振光;自然光射到两种介质的界面上,反射光和折射光都是偏振光;不发光物体反射的光一般都是偏振光。(2)黑板和黑板上的粉笔字的反射光都是不同程度的偏振光,所以当转动偏振片时,透过偏振片所看到的黑板和黑板上的粉笔字的亮度会发生周期性的变化。学问链接:平常我们看到的光,除直接从光源射出的自然光以外,其他大部分的光都是偏振光。1.(考查自然光)下列说法正确的是( )。A.自然光就是白
7、光B.自然光确定是复色光C.单色光不是自然光D.自然光可以是单色光,也可以是复色光【解析】自然光是指含有在垂直传播方向上沿一切方向振动的光,且沿着各个方向振动的光波的强度相同,可以是单一频率的光,也可以是不同频率的光,故D选项正确。【答案】D【点评】自然光与偏振光的不同在于振动是不是沿特定方向。2.(考查偏振光的概念)对于光的偏振,下列说法正确的是()。A.振动方向只在某一个平面内的光是偏振光B.从电灯等光源直接发出的光本身就是偏振光C.转动偏振片去看电灯光,看到透射光亮度无变化,说明透射光不是偏振光D.光的偏振现象使人们生疏到光是一种横波【解析】光的偏振现象说明光是一种横波,选项D正确。偏振
8、光是在与传播方向垂直的方向上只沿某个特定方向振动的光;在同一个与传播方向垂直的平面内,光可以有很多振动方向,因此选项A错误。电灯、太阳等光源发出的光都是自然光,选项B错误。只通过一个偏振片去观看电灯发出的光,此偏振片只相当于起偏器,转动此起偏器时,观看到的电灯光不会发生变化,也从另一个方面证明白电灯发出的光是自然光,同时所观看到的是偏振光,选项C错误。【答案】D【点评】只有横波才有偏振现象。 3.(考查偏振光的检验)如图所示,电灯S发出的光先后经过偏振片A和B,人眼在图中P处迎着光入射的方向观看,看不到光亮,则()。A.图中a是偏振光B.图中b是偏振光C.将B转过180,将在P处看到光亮D.将
9、A转过90,将在P处看到光亮【解析】电灯S发出的光是自然光,自然光沿各个方向的振动是均匀分布的,通过一个偏振片后透射光中只有沿偏振片透振方向振动的光,所以选项A错误,选项B正确。偏振片B只透过振动方向与其透振方向全都的偏振光,人眼在P处看不到光亮,说明其透振方向与偏振片A的透振方向垂直。将B转过180后,其透振方向仍与偏振片A的透振方向垂直,人眼在P处照旧看不到光亮,所以选项C错误。将B转过90后,其透振方向与偏振片A的透振方向相同,人眼在P处能看到光亮,所以选项D正确。【答案】BD【点评】只有偏振方向与偏振片透振方向垂直的光,才不能通过偏振片。4.(考查对偏振现象的理解)如图所示,P是一偏振
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