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    光的偏振 教学设计--高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册.docx

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    光的偏振 教学设计--高二上学期物理人教版(2019)选择性必修第一册.docx

    选择性必修一 第四章 第6节 光的偏振一、深度学习的五个特征:联想与结构,即关注个体经验,并通过学习活动对经验和知识进行整合与结构化;活动与体验,即亲身经历知识的发现、形成、发展过程;本质与变式,即把握知识的内在联系和本质; 迁移与创造,即知识、方法迁移到新的情境中去;价值与评判,即建立知识间有意义关联,对所学知识进行质疑、批判与评价。二、核心素养教学目标教学目标核心素养1. 通过机械波的观察,理解偏振现象,知道偏振现象是横波特有的现象。物理观念:物质观念科学探究:问题、证据、解释、交流;科学思维:科学推理2. 通过观察光的偏振现象,知道光是横波。科学探究:问题、证据、解释、交流;科学思维:模型建构、科学推理3. 知道偏振光和自然光的区别,能运用偏振知识解释生活中一些常见的光学现象。科学探究:问题、证据、解释、交流;科学思维:科学推理三、重难点分析重难点1:理解什么是偏振现象原因:偏振是区别横波、纵波的一个重要依据,也是学生接触的一个新概念。本节课主要讲解光的偏振现象,但是对于光,我们看不见、摸不着,无法让学生观察,所以通过学生较为熟悉的机械波入手,帮助学生理解偏振现象。重难点2:理解光为什么是横波光,看不见、摸不着,不能像机械波一样通过肉眼就可以观察出是横波还是纵波,所以对于光是横波还是纵波,需要进一步探究。借助偏振片,通过类比机械波的实验,可以帮助学生更好的观察光的偏振现象。重难点3:能运用偏振知识解释生活中常见的光学现象。 知识迁移能力是要培养学生的重要能力,物理来源于生活又应用于生活,我们要让学生能够学以致用,解释生活中常见的现象,让学生深深体会到物理在实际中的应用,激发学生的兴趣,提升他们对物理、对科学的热爱。四、教学流程设计真实情境,提出问题:观看立体电影为什么要佩戴3D眼镜观察实验,得出概念:什么是偏振现象深化理解,迁移应用:解释生活中常见的光学现象通过类比,解释新知:光是横波环节1.真实情境,提出问题: 观看立体电影为什么要佩戴3D眼镜?教师活动:同学们都看过立体电影吧?在观看立体电影时,观众要戴上特制的眼镜,如果不戴这幅眼镜,银幕上的图像就模糊不清了。有谁研究过,这是为什么吗?环节2.观察实验,得出结论:什么是偏振现象教师活动1:前面一章我们学习了波,按照质点振动方向和波传播方向的位置关系,我们把波分为哪两类?什么时候横波,什么时候纵波?学生活动1:横波和纵波。振动方向与传播方向在同一直线上为纵波,振动方向与传播方向垂直为横波。教师活动2:请两位同学一起完成一个实验。用一根绳子,让学生演示一个质点沿水平方向振动的横波。(演示,但是由于抖动的手不能完全保证水平抖动,水平的绳波并不好)教师活动3:你们觉得这是质点水平振动的横波吗?还有要挑战的同学吗?学生活动3:其他同学挑战教师活动4:这几位同学为什么抖不出沿水平方向振动的横波?如何解决这个问题? 学生活动4:手不能保证只沿着水平方向抖动。放水平地面上演示。教师活动5:现在这列波,是只有水平振动的横波,如何证明只有水平振动的横波,没有其他方向的?小组讨论方案。学生活动5:小组讨论后提出方案:后面放一个狭缝,先水平方向放置,波能过去;再把狭缝竖直放置,不能传过去,说明只有左右振动的横波。教师活动6:我们知道,波传播的是形式和能量,我们可以通过看波形和振幅大小来判断波是否穿过狭缝。我们平时画的横波都是上下振动的,其实,在垂直于横波传播方向上,质点可以沿任意方向振动。绳子末端固定,这些振动方向不同的横波,他们的传播方向是相同的。得出概念:不同的横波,传播方向相同,质点振动方向也可能不同,偏于某个方向,这种现象称为“偏振现象”。偏振是横波特有的现象。环节3. 通过类比,解释新知:光是横波每个小组有两个偏振片,偏振片和带有狭缝的纸板一样,它们由特定的材料制成,每个偏振片都有一个特定的方向,这个方向叫做“透振方向”。教师活动1:如何判断光是否可以穿过偏振片?学生活动1:能穿过去,可以看到亮光,不能穿过去,完全黑暗。教师活动2:现在小组为单位,利用手中的偏振片,证明光是横波还是纵波?讨论给出方案。学生活动2:通过小组讨论展示,最后得出结论:光是横波。环节4.深化理解,迁移应用:用偏振知识解释生活中的常见现象。第一个偏振片的作用是使自然光变成偏振光,所以叫作“起偏器”;而第二个偏振片,能够帮助我们辨别偏振光,所以叫作“检偏器”。日光灯发出的光,包含着在垂直传播方向上沿一切方向振动的光;实际上,太阳以及日光灯、发光二极管等普通光源发出的光,都包含着在垂直传播方向上沿一切方向振动的光,这种光叫“自然光”。自然光在通过偏振片时,只有振动方向与偏振片的透振方向一致的光才能顺利通过,也就是说,通过偏振片的光,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”。教师活动1:每组有两个偏振片,现在,每人拿一个偏振片,旋转着观察前面的液晶显示屏。你们观察到了什么现象?说明什么问题?学生活动1:显示屏有亮暗变化,有个方向几乎看不见显示屏亮度。说明液晶显示屏的光是偏振光。教师活动2:其实,偏振光并不罕见,自然光在玻璃、水面、木质桌面等表面反射时,反射光和折射光都是偏振光。这里给大家拓展一个知识:反射光和折射光的偏振程度,随着入射角的变化而变化。一般情况下,反射光是一部分自然光和一部分垂直于纸面方向的偏振光的叠加,而折射光是一部分自然光和一部分平行于纸面方向的偏振光的叠加,这种偏振光叫作“部分偏振光”,用偏振片也可以辨别出来。而当入射角为某一特定值的时候,反射光和折射光互相垂直,这时反射光只有垂直于纸面方向的偏振光,没有自然光了,而折射光还是部分偏振光。现场演示拍摄偏振光的实验。学生观察。镜头前放偏振片镜头前不放偏振片教师活动3:除了液晶显示屏,相机的偏振滤光片等,偏振现象在生活中还有很多应用:比如红外偏振光治疗,汽车车灯的设计等,当然,还有我们前面提到的立体电影。人的两只眼睛同时观察一个物体时,两眼看到的两个像并不完全相同,左眼看到物体的左侧面较多,右眼看到物体的右侧面较多,这两个像经过大脑综合以后就能区分物体的前后,远近,从而产生立体感。学完偏振的知识,你们试着讨论一下立体电影的原理是什么。学生活动3:同时用两台摄影机拍摄电影,一台摄影机的镜头前放一个水平方向的偏振片,另一台镜头前则放一个竖直方向的偏振片,这样拍摄出的两部影片,一部有水平方向的偏振光,另一部有竖直方向的偏振光。然后我们观看电影时,佩戴的3D眼镜,一个眼镜片是水平方向的偏振片,另一个是竖直方向的偏振片,这样我们左右眼就看见了重叠的两部影片,经过大脑分析,就产生了立体感。

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