【课 题】 光的偏振与立体电影
【教学目标】
一、知识目标
1．知道什么是偏振现象，了解偏振片的原理，知道只有横波有偏振现象。
2．了解偏振光和自然光的区别，从光的偏振现象知道光是横波。
3．知道日常见到的光多数是偏振光，了解偏振现象在生产生活中的一些应用。
二、能力目标
1.通过机械波的偏振实验和光的偏振实验学习研究物理问题的类比方法。
2.通过对光的偏振应用的学习，提高应用知识解决实际问题的能力。
三、德育目标
通过课外活动观察光的偏振现象，培养学生科学的价值观：体验科学的任何一项发现，都会对人类的生产生活带来新的应用和改善；偏振现象的研究使人类对光的波动性的认识更深入，更具体。
【学情分析】
也学习已经了麦克斯韦电磁理论的基本要点，应该知道光是一种电磁波，电磁波是一种横波。又学习了光的干涉、衍射，从波的特性方面已经认识到光具有波的一般性质。学生已经掌握了理解偏振现象的基础知识，因此学生学习本节内容难度并不大。
【教学思路】
通过机械波中横波的偏振现象的类比，认识光波的偏振现象，实现轻松过渡；再通过光的偏振现象的实验演示使学生形成概念明确规律，并在应用中深化对知识的理解。
【教学重点】
光的偏振现象的观察和偏振片的原理的分析；
建立偏振光、自然光的概念，了解偏振现象在生产生活中的一些应用。
【教学难点】
光振动与自然光和偏振光的联系；
理解偏振现象在生产生活中的一些应用的原理和方法。
【教学方法】
实验观察法、启发式讲授法、。
【教学过程及知识要点】
引入新课
介绍学生很感兴趣的立体电影引入新课。
先介绍立体电影（即所谓的3D电影）：可呈现如下图片（教材上也有）
提问：看立体电影为什么观众都戴着一副奇怪的眼镜？
这副眼镜有什么作用呢？
要了解其中缘由，就得先学习下面的物理知识唠！
一、感知光的偏振现象
实验探究:
有条件的话，直接找两块偏振片（膜）直接向学生演示：
1、透过偏振片看书本、杂志或环境中的其他物体
2、两块偏振片叠在一起，重新观察，并使一块不懂，使另一块绕视轴旋转
学生看到的现象自然会把学生引入“我们要思考”的问题。
如果没有条件，也可找到看立体电影用的两副眼镜代替来做；
再找不到，还可以到眼镜店买两副偏光太阳镜来代替来做。
二、探究偏振片的原理
分析论证
1、利用机械波来类比，促进学生的思考
（按照如右图1、2、3的顺序，来启发学生思考）
2、启发学生思考：光发生偏振现象，能给我们提供关于光的什么信息呢？
（1）光的偏振从实验方面证明明光是横波。
（2）偏振片的作用就相当于下面机械波实验中的狭缝，能让光通过的“振动方向”是确定的。这为我们理解偏振现象提供了一个思路。
图1
图2
图3
3、对偏振现象的分析论证：
（1）自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，在垂直于传播方向包含沿一切方向振动的光，而且沿一切方向振动的光强度都相同（对称），这种光叫做自然光。
（2）偏振光：在垂直于传播方向只有沿特定方向振动的光，叫做偏振光
（3）偏振片的特性：只允许特定振动方向的光通过，而且这个方向在偏振片上是确定的。这个方向叫做偏振片的透振方向。
（4）自然光通过偏振片后就变成了偏振光。右图中自然光通过偏振片后，变成了只包含上下振动的偏振光。
（5）偏振光经过偏振片时，如果光的偏振方向与偏振片的透振方向平行，那么透过的光最强；如果如果光的偏振方向与偏振片的透振方向垂直，光就不能通过偏振片了。
我们在实验中看到的情况与这里分析的结果完全一致。
（6）偏振片的作用：
启偏：用它可以使自然光变为偏振光。
检偏：用它可以检验一束光是否为偏振光。
上图中偏振片P是起偏器，偏振片Q是检偏器。
4、了解生活中的光
在日常生活中，除自然光外，我们通常看到的 大部分光都是不同程度的偏振光。
自然光在玻璃、水面、物体表面反射时，反射光和折射光都是不同程度的偏振光。
特别是，在一定条件下：如果折射光与反射光垂直，反射光和折射光就都会成为完全的偏振光。反射光的振动方向与入射面垂直，折射光的振动方向就在入射面内。如右图。
让学生透过偏振片观察反射光或折射光，转动偏振片，看看有无明暗变化。
这一点，在摄影技术中有很重要的应用。在照相机的镜头前加一个偏振片，可以排除环境中一些反射光的影响。专业的摄影师都会使用偏振镜，是拍摄效果达到令人十分满意的程度。
如拍水下的鱼、橱窗里的物体等，会因水面或玻璃的反射光的影响使被摄物体的影像不清楚，如果安了偏振片，你们摄影师可以通过转动偏振片，消除反射光的影像，得到清晰的水下物体的影像。请看下面的插图。
三、偏振现象在生产生活中的应用
立体电影：
指导学生阅读：立体电影的原理。教材P.88
（1）人观察物体时，人产生立体感的原因是什么？
（2）拍摄：
（3）放映：（用到偏振片）
（4）观众观看：戴专用眼镜（用到偏振片）
液晶显示屏：
指导学生阅读：液晶显示屏的原理。教材P.88~89
（1）液晶的旋光性：（与电压有关）
（2）计算器的液晶显示屏：（反射式）
（3）电视机、计算机的液晶显示屏（透射式）
【课堂练习】
1．下列说法正确的是
A．机械波都能产生偏振现象
B．光的偏振现象说明光是横波
C．自然光不能产生偏振，说明自然光是纵波
D．光波的感光作用和生理作用等主要是由磁感应强度B的振动引起的
2．纵波不可能产生的现象是
A．偏振现象 B．反射现象 C．折射现象 D．衍射现象
3．如图所示，太阳光照射到两种介质的界面上。在反射光与折射光垂直时，关于反射光和折射光，下列说法正确的是
A．入射光、反射光、折射光都是偏振光
B．入射光是自然光，折射光、反射光是偏振光
C．反射光垂直于入射面振动，折射光在入射面内振动
D．反射光在入射面内振动，折射光垂直于入射面振动
参考答案：1、B 2、A 3、BC
【课堂小结】
通过本节课的学习，我们从实验的角度理解了光是横波，了解了自然光、偏振光的概念；也知道了偏振片的特性及其作用；更了解到偏振现象在生产、生活、技术中的应用。
【家庭作业与活动】
课外练习： P.89 〖家庭作业与活动〗1、2、3、4、5
自我小测
1在拍摄日落水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是( )
A．减弱反射光，从而使景物的像清晰
B．增强反射光，从而使景物的像清晰
C．增强透射光，从而使景物的像清晰
D．减弱透射光，从而使景物的像清晰
2光的偏振现象说明光是横波。下列现象中不能反映光的偏振特征的是( )
A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化
B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光
C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景象更清晰
D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹
3由下列哪些现象可以说明光是横波( )
A．光的干涉和衍射现象
B．光的色散现象
C．光的全反射现象
D．光的偏振现象
4两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过。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．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
5如图所示，P是偏振片，P的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向。下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光( )
A．太阳光
B．沿竖直方向振动的光
C．沿水平方向振动的光
D．沿与竖直方向成45°角振动的光
6关于光的性质，下列说法正确的是( )
A．光在介质中的速度大于光在真空中的速度
B．双缝干涉说明光具有波动性
C．光在同种均匀介质中沿直线传播
D．光的偏振现象说明光是纵波
7如图所示，让自然光照射到P、Q两偏振片上，当透射光的强度最弱时，P、Q两偏振片的透振方向夹角为( )
A．0° B．30°
C．60° D．90°
8下列各种光中，能通过偏振片的有( )
A．太阳光 B．月光
C．烛光 D．偏振光
9夜晚，汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车司机照射得睁不开眼，严重影响行车安全。若考虑将汽车前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时汽车前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与对方灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体。假设所有的汽车前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设计，如下措施中可行的是 ( )
A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的
B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的
C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°
D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°
10如图，杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？请说明理由。
(1)在单色自然光源S后加一偏振片P。
(2)在(1)情况下，再加P1、P2，P1与P2透光方向垂直。
答案
1解析：由于反射光的干扰，景物的像常常比较模糊，装上偏振片的目的是减弱反射光，故偏振片的透振方向与反射光的振动方向垂直，但不能增强透射光。故A选项正确。
答案：A
2解析：在垂直于传播方向的平面上，只沿着某个特定方向振动的光是偏振光，A、B选项反映了光的偏振特性，C是偏振现象的应用，D是光的衍射现象。
答案：D
3解析：根据光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性；根据光的色散现象，说明同一介质对不同光的折射率不同，也说明不同光在同一介质中的速度不同；根据光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象；光的偏振现象说明光的振动方向与传播方向垂直，即说明光是横波，所以正确选项为D。
答案：D
4解析：起偏器和检偏器的透振方向垂直时，没有光通过；透振方向平行时，光强度达到最大。当其中一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的透振方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光强先增强，又减小到零，选项A正确。
答案：A
5解析：根据光的偏振现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭缝垂直，光都能通过偏振片。太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45°角振动的光均能通过偏振片。故A、B、D正确。
答案：ABD
6解析：光在真空中的速度最大，A错。光的双缝干涉说明光具有波动性，B对。光在同种均匀介质中沿直线传播，C对。光的偏振现象说明光是横波，D错。
答案：BC
7解析：两偏振片透振方向相同时透过的偏振光最强，两偏振片透振方向垂直时几乎没有偏振光透过。
答案：D
8解析：自然光能够通过偏振片、偏振光也可能通过偏振片。
答案：ABCD
9解析：看清自己车灯发出的光所照亮的物体，必须跟自己汽车前窗玻璃与前灯玻璃的透振方向平行。看不见对方车灯，必须是自己汽车前窗玻璃与对方前灯玻璃的透振方向垂直，并考虑到迎面相遇，正确答案为D。
答案：D
10解析：(1)到达S1、S2的光是从同一线偏振光分解出来的，它们满足相干条件，能看到干涉条纹。且由于线偏振片很薄，对光程差的影响可忽略，干涉条纹的位置与间距和没有P时基本一致，只是强度由于偏振片吸收而减弱。
(2)由于从P1、P2射出的光方向相互垂直，不满足干涉条件，故光屏被均匀照亮，无干涉现象。
答案：见解析
