魯科版選修34 光的偏振 第1課時(shí) 學(xué)案 (1).docx

136 光的偏振【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解偏振現(xiàn)象，知道只有橫波才有偏振現(xiàn)象。知道光波是橫波。2、知道偏振光和自然光的區(qū)別。3、了解光的偏振現(xiàn)象在生活和科學(xué)技術(shù)中的重要應(yīng)用?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】 認(rèn)識(shí)橫波的偏振現(xiàn)象?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】 光的偏振現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)探究?！局R(shí)鏈接】1、橫波：各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向 。2、縱波：各質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)方向與波的傳播方向 ?！拘抡n學(xué)習(xí)】 光的干涉和衍射現(xiàn)象，說(shuō)明光具有波動(dòng)性。既然光也是一種波，那么，光到底是橫波，還是縱波？我們將在這一節(jié)中，通過(guò)光的偏振現(xiàn)象，說(shuō)明光是橫波。1、 機(jī)械波的偏振現(xiàn)象預(yù)習(xí)課本63頁(yè)機(jī)械波的偏振現(xiàn)象，回答下列問(wèn)題。 1、只有當(dāng)狹縫與繩的振動(dòng)方向 時(shí)，橫波才能通過(guò)狹縫；而當(dāng)狹縫與繩的振動(dòng)方向垂直時(shí)，橫波 通過(guò)狹縫。 2、若將繩換成細(xì)軟彈簧，前后推動(dòng)彈簧形成的縱波，無(wú)論狹縫的取向如何，縱波都 通過(guò)狹縫。以上現(xiàn)象說(shuō)明：只有 波才有偏振現(xiàn)象。于是我們就可以利用類似的實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷光波是橫波還是縱波。二、光的偏振用偏振片替代有狹縫的木板，來(lái)做光學(xué)實(shí)驗(yàn)。偏振片由特定的材料制成，每個(gè)偏振片有 個(gè)透振方向，只有振動(dòng)方向與這個(gè)透振方向 的光波才能通過(guò)偏振片。1、自然光：像太陽(yáng)、電燈等普通光源發(fā)出的光，包含著在 于傳播方向上沿 方向振動(dòng)的光，而且沿著各個(gè)方向振動(dòng)的光波的強(qiáng)度 。這種光叫做自然光。2、偏振光：通過(guò)偏振片的光，在垂直傳播方向的平面上，沿著某個(gè)特定的方向振動(dòng)。這種光叫做偏振光。預(yù)習(xí)課本64頁(yè)【演示】，回答下列問(wèn)題。 （1）以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片p，透射光的強(qiáng)度變化嗎？為什么？ （2）在偏振片p的后面，再放置另一個(gè)偏振片q，以光的傳播方向?yàn)檩S旋轉(zhuǎn)偏振片q，則通過(guò)兩塊偏振片的透射光的強(qiáng)度變化嗎？為什么？ （3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為光波是橫波還是縱波？為什么？ （4）偏振片p、q分別起什么作用？叫做什么？除了從太陽(yáng)、電燈等光源直接發(fā)出的光以外，通常看到的絕大多數(shù)的光都是不同程度的 光。自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射時(shí)，反射光和折射光都是 光，入射角變化時(shí) 也有所變化。三、 偏振現(xiàn)象的應(yīng)用1、照相機(jī)鏡頭前裝偏振片，照相清晰。原理：讓偏振片的透振方向與反射光的偏振方向 ，減弱反射光。 2、液晶顯示 原理：兩塊透振方向相互 的偏振片當(dāng)中插進(jìn)一個(gè)液晶盒，盒內(nèi)液晶層的上下是電極板，它們刻成數(shù)字筆畫的形狀。外界的自然光通過(guò)第一塊偏振片后，成了 光。這束光在通過(guò)液晶時(shí)，如果上下兩極間沒(méi)有電壓，光的偏振方向會(huì)被液晶旋轉(zhuǎn),于是它 通過(guò)第二塊偏振片。第二塊偏振片的下面是反射鏡，光線被反射回來(lái)，這時(shí)液晶盒看起來(lái)是透明的。但在上下兩個(gè)電極間有一定大小的電壓時(shí)，液晶的性質(zhì)改變了，于是光線通不過(guò)第二塊偏振片，這個(gè)電極下的區(qū)域變 ，用這種方式就可以顯示數(shù)字。3、立體電影 閱讀課本66頁(yè)科學(xué)漫步 4、偏振太陽(yáng)鏡【鞏固練習(xí)】1.對(duì)于自然光和偏振光,以下認(rèn)識(shí)正確的是()a.從太陽(yáng)、蠟燭等普通光源直接發(fā)出的光是自然光b.自然光通過(guò)一個(gè)偏振片后成為偏振光,偏振光再通過(guò)一個(gè)偏振片后又還原為自然光c.電燈光透過(guò)偏振片,偏振片旋轉(zhuǎn)時(shí)看到透射光的亮度無(wú)變化,說(shuō)明透射光不是偏振光d.自然光只有在通過(guò)偏振片后才能成為偏振光解析:太陽(yáng)、蠟燭等普通光源發(fā)出的光為自然光,包括在垂直光的傳播方向上沿一切方向振動(dòng)的光,故選項(xiàng)a正確;自然光通過(guò)偏振片時(shí),只有與偏振片透振方向一致的光才能通過(guò),沿其他方向振動(dòng)的光被偏振片吸收,所以通過(guò)偏振片后的透射光是偏振光,不論通過(guò)幾個(gè)偏振片,所以選項(xiàng)b是錯(cuò)誤的;由于自然光在各個(gè)振動(dòng)方向上的強(qiáng)度相同,所以旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)透射亮度不變,即旋轉(zhuǎn)偏振片時(shí)亮度不變是因?yàn)槿肷涔馐亲匀还?而不是因?yàn)橥干涔獠皇瞧窆?所以選項(xiàng)c錯(cuò)誤;偏振現(xiàn)象是很普遍的,而不是只有通過(guò)偏振片后才能成為偏振光,平常見(jiàn)到的絕大多數(shù)光是偏振光,故選項(xiàng)d錯(cuò)誤,只有選項(xiàng)a正確。答案:a2.光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是橫波。下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是()a.一束自然光相繼通過(guò)兩個(gè)偏振片,以光束為軸旋轉(zhuǎn)其中一個(gè)偏振片,透射光的強(qiáng)度發(fā)生變化b.一束自然光入射到兩種介質(zhì)的分界面上,當(dāng)反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90時(shí),反射光是偏振光c.日落時(shí)分,拍攝水面下的景物,在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振濾光片可以使影像更清晰d.通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈,可以看到彩色條紋解析:a、b、c都與光的偏振這一特性有關(guān),a、b、c都不能選;通過(guò)手指間的縫隙觀察日光燈看到彩色條紋是由于光的衍射形成的,與偏振無(wú)關(guān),應(yīng)選d。答案:d3.關(guān)于立體電影,以下說(shuō)法中正確的是()a.觀眾戴上特制眼鏡是為了防止傷害眼睛b.這副眼鏡其實(shí)就是一對(duì)偏振方向互相垂直的偏振片c.戴上特制眼鏡的觀眾若只用一只眼睛看,則銀幕上只是一片光亮而無(wú)圖像d.產(chǎn)生立體視覺(jué)是因?yàn)槿说膬芍谎劬ν瑫r(shí)觀察物體時(shí),在視網(wǎng)膜上形成的像并不完全相同解析:放立體電影時(shí)有左右兩架放映機(jī)同時(shí)工作,如圖所示,在每架放映機(jī)前有一塊偏振片,其偏振方向互相垂直,因此從放映機(jī)前偏振片射出的兩束偏振光的偏振方向互相垂直,這兩束偏振光經(jīng)銀幕反射其偏振方向不改變,觀眾所戴的偏振眼鏡的兩只鏡片偏振方向互相垂直,且左眼鏡片跟左邊放映機(jī)前偏振片的偏振方向一致,右眼鏡片跟右邊放映機(jī)前面偏振片的偏振方向一致。這樣,左眼只能看到左機(jī)放映出的畫面,右眼只能看到右機(jī)放映出的畫面,兩眼看到的畫面略有差別,因而產(chǎn)生立體感,因此b、d選項(xiàng)正確。立體電影答案:bd4.如圖所示,一玻璃柱體的橫截面為半圓形,讓太陽(yáng)光或白熾燈光通過(guò)小孔s形成細(xì)光束從空氣射向柱體的o點(diǎn)(半圓的圓心),產(chǎn)生反射光束1和透射光束2,現(xiàn)保持入射光方向不變,將半圓玻璃柱繞通過(guò)o點(diǎn)垂直于紙面的軸線轉(zhuǎn)動(dòng),使反射光束1和透射光束2恰好垂直。在入射光線的方向上加偏振片p,偏振片所在平面與入射光束垂直,其透振方向與紙面平行,這時(shí)看到的現(xiàn)象是()a.反射光束1消失b.透射光束2消失c.反射光束1和透射光束2都消失d.偏振片p以入射光束為軸旋轉(zhuǎn)90角,透射光束2消失解析:自然光射到界面上,當(dāng)反射光束與折射光束垂直時(shí),反射光束和折射光束的偏振方向相互垂直,且反射光束的偏振方向與紙面垂直,折射光的透振方向與紙面平行,因此當(dāng)在入射光線方向垂直放上透振方向與紙面平行的偏振片p時(shí),因垂直于紙面方向無(wú)光;反射光束1消失,a項(xiàng)正確,b、c項(xiàng)均錯(cuò)誤;偏振片轉(zhuǎn)動(dòng)90,因平行于紙面內(nèi)的光消失,則透射光束2消失,d項(xiàng)正確。答案:ad5.在拍攝日落時(shí)分水面下的景物時(shí),應(yīng)在照相機(jī)鏡頭前裝一個(gè)偏振片,其目的是()a.減少陽(yáng)光在水面上的反射光b.阻止陽(yáng)光在水面上的反射光進(jìn)入照相機(jī)鏡頭c.增強(qiáng)光由水面射入空氣中的折射光進(jìn)入鏡頭的強(qiáng)度d.減弱光由水面射入空氣中的折射光進(jìn)入鏡頭的強(qiáng)度解析:日落時(shí)分的陽(yáng)光照射到水面上時(shí),反射光很強(qiáng),照相機(jī)鏡頭對(duì)著水面時(shí),進(jìn)入鏡頭的光線既有陽(yáng)光經(jīng)水面的反射光,又有由水中折射入空氣的折射光。前者光線進(jìn)入鏡頭得到實(shí)際景物在水中的倒影的像,而后者光線進(jìn)入鏡頭所攝得照片才是水下景物的像,兩者在同一底片上相互干擾,使圖像模糊不清。若在鏡頭上安裝一偏振片,轉(zhuǎn)動(dòng)偏振片方向使其透振方向與反射光的偏振方向垂直,即可最大限度地阻止反射光進(jìn)入鏡頭,增強(qiáng)圖像的清晰度。答案:b6.一束光由真空入射到平面玻璃上,當(dāng)其折射角為30時(shí),反射光恰好產(chǎn)生完全偏振。因此,可以推斷出玻璃的折射率為()a.2b.3c.32d.33解析:如圖所示,折射角2=30,由于反射光恰好完全產(chǎn)生偏振,因此反射光線與折射光線垂直,反射角1=90-2=60,據(jù)折射定律得n=sin1sin2=3,b項(xiàng)正確。答案:b7.夜晚,汽車前燈發(fā)出的強(qiáng)光將迎面駛來(lái)的汽車司機(jī)照得睜不開(kāi)眼,嚴(yán)重影響行車安全。若考慮將汽車前燈玻璃改用偏振玻璃,使射出的燈光變?yōu)槠窆?同時(shí)汽車前窗玻璃也采用偏振玻璃,其透振方向正好與燈光的振動(dòng)方向垂直,但還要能看清自己車燈發(fā)出的光所照亮的物體。假設(shè)所有的汽車前窗玻璃和前燈玻璃均按同一要求設(shè)置,如下措施中可行的是()a.前窗玻璃的透振方向是豎直的,車燈玻璃的透振方向是水平的b.前窗玻璃的透振方向是豎直的,車燈玻璃的透振方向是豎直的c.前窗玻璃的透振方向是斜向右上45,車燈玻璃的透振方向是斜向左上45d.前窗玻璃和車燈玻璃的透振方向都是斜向右上45解析:若前窗玻璃的透振方向豎直、車燈玻璃