高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第一冊6 光的偏振 激光教學(xué)設(shè)計

這是一份高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第一冊6 光的偏振 激光教學(xué)設(shè)計，共6頁。教案主要包含了深度學(xué)習(xí)的五個特征，核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)，重難點分析，教學(xué)流程設(shè)計等內(nèi)容，歡迎下載使用。
選擇性必修一 第四章 第6節(jié) 光的偏振 一、深度學(xué)習(xí)的五個特征：聯(lián)想與結(jié)構(gòu)，即關(guān)注個體經(jīng)驗，并通過學(xué)習(xí)活動對經(jīng)驗和知識進(jìn)行整合與結(jié)構(gòu)化；活動與體驗，即親身經(jīng)歷知識的發(fā)現(xiàn)、形成、發(fā)展過程；本質(zhì)與變式，即把握知識的內(nèi)在聯(lián)系和本質(zhì)； 遷移與創(chuàng)造，即知識、方法遷移到新的情境中去；價值與評判，即建立知識間有意義關(guān)聯(lián)，對所學(xué)知識進(jìn)行質(zhì)疑、批判與評價。 二、核心素養(yǎng)教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)核心素養(yǎng)1. 通過機(jī)械波的觀察，理解偏振現(xiàn)象，知道偏振現(xiàn)象是橫波特有的現(xiàn)象。物理觀念：物質(zhì)觀念科學(xué)探究：問題、證據(jù)、解釋、交流；科學(xué)思維：科學(xué)推理2. 通過觀察光的偏振現(xiàn)象，知道光是橫波。科學(xué)探究：問題、證據(jù)、解釋、交流；科學(xué)思維：模型建構(gòu)、科學(xué)推理3. 知道偏振光和自然光的區(qū)別，能運(yùn)用偏振知識解釋生活中一些常見的光學(xué)現(xiàn)象。科學(xué)探究：問題、證據(jù)、解釋、交流；科學(xué)思維：科學(xué)推理 三、重難點分析重難點1：理解什么是偏振現(xiàn)象原因：偏振是區(qū)別橫波、縱波的一個重要依據(jù)，也是學(xué)生接觸的一個新概念。本節(jié)課主要講解光的偏振現(xiàn)象，但是對于光，我們看不見、摸不著，無法讓學(xué)生觀察，所以通過學(xué)生較為熟悉的機(jī)械波入手，幫助學(xué)生理解偏振現(xiàn)象。  重難點2：理解光為什么是橫波光，看不見、摸不著，不能像機(jī)械波一樣通過肉眼就可以觀察出是橫波還是縱波，所以對于光是橫波還是縱波，需要進(jìn)一步探究。借助偏振片，通過類比機(jī)械波的實驗，可以幫助學(xué)生更好的觀察光的偏振現(xiàn)象。  重難點3：能運(yùn)用偏振知識解釋生活中常見的光學(xué)現(xiàn)象。    知識遷移能力是要培養(yǎng)學(xué)生的重要能力，物理來源于生活又應(yīng)用于生活，我們要讓學(xué)生能夠?qū)W以致用，解釋生活中常見的現(xiàn)象，讓學(xué)生深深體會到物理在實際中的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的興趣，提升他們對物理、對科學(xué)的熱愛。  四、教學(xué)流程設(shè)計 環(huán)節(jié)1.真實情境,提出問題: 觀看立體電影為什么要佩戴3D眼鏡？教師活動：同學(xué)們都看過立體電影吧？在觀看立體電影時，觀眾要戴上特制的眼鏡，如果不戴這幅眼鏡，銀幕上的圖像就模糊不清了。有誰研究過，這是為什么嗎？  環(huán)節(jié)2.觀察實驗，得出結(jié)論：什么是偏振現(xiàn)象教師活動1：前面一章我們學(xué)習(xí)了波，按照質(zhì)點振動方向和波傳播方向的位置關(guān)系，我們把波分為哪兩類？什么時候橫波，什么時候縱波？學(xué)生活動1：橫波和縱波。振動方向與傳播方向在同一直線上為縱波，振動方向與傳播方向垂直為橫波。教師活動2：請兩位同學(xué)一起完成一個實驗。用一根繩子，讓學(xué)生演示一個質(zhì)點沿水平方向振動的橫波。（演示,但是由于抖動的手不能完全保證水平抖動，水平的繩波并不好）教師活動3：你們覺得這是質(zhì)點水平振動的橫波嗎？還有要挑戰(zhàn)的同學(xué)嗎？學(xué)生活動3：其他同學(xué)挑戰(zhàn)教師活動4：這幾位同學(xué)為什么抖不出沿水平方向振動的橫波？如何解決這個問題？ 學(xué)生活動4：手不能保證只沿著水平方向抖動。放水平地面上演示。教師活動5：現(xiàn)在這列波，是只有水平振動的橫波，如何證明只有水平振動的橫波，沒有其他方向的？小組討論方案。學(xué)生活動5：小組討論后提出方案：后面放一個狹縫，先水平方向放置，波能過去；再把狹縫豎直放置，不能傳過去，說明只有左右振動的橫波。教師活動6：我們知道，波傳播的是形式和能量，我們可以通過看波形和振幅大小來判斷波是否穿過狹縫。我們平時畫的橫波都是上下振動的，其實，在垂直于橫波傳播方向上，質(zhì)點可以沿任意方向振動。繩子末端固定，這些振動方向不同的橫波，他們的傳播方向是相同的。得出概念：不同的橫波，傳播方向相同，質(zhì)點振動方向也可能不同，偏于某個方向，這種現(xiàn)象稱為“偏振現(xiàn)象”。偏振是橫波特有的現(xiàn)象。環(huán)節(jié)3. 通過類比，解釋新知：光是橫波每個小組有兩個偏振片，偏振片和帶有狹縫的紙板一樣，它們由特定的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，這個方向叫做“透振方向”。 教師活動1：如何判斷光是否可以穿過偏振片？學(xué)生活動1：能穿過去，可以看到亮光，不能穿過去，完全黑暗。教師活動2：現(xiàn)在小組為單位，利用手中的偏振片，證明光是橫波還是縱波？討論給出方案。學(xué)生活動2：通過小組討論展示，最后得出結(jié)論：光是橫波。  環(huán)節(jié)4.深化理解，遷移應(yīng)用：用偏振知識解釋生活中的常見現(xiàn)象。第一個偏振片的作用是使自然光變成偏振光，所以叫作“起偏器”；而第二個偏振片，能夠幫助我們辨別偏振光，所以叫作“檢偏器”。日光燈發(fā)出的光，包含著在垂直傳播方向上沿一切方向振動的光；實際上，太陽以及日光燈、發(fā)光二極管等普通光源發(fā)出的光，都包含著在垂直傳播方向上沿一切方向振動的光，這種光叫“自然光”。自然光在通過偏振片時，只有振動方向與偏振片的透振方向一致的光才能順利通過，也就是說，通過偏振片的光，在垂直于傳播方向的平面上沿著某個特定的方向振動，這種光叫作“偏振光”。 教師活動1：每組有兩個偏振片，現(xiàn)在，每人拿一個偏振片，旋轉(zhuǎn)著觀察前面的液晶顯示屏。你們觀察到了什么現(xiàn)象？說明什么問題？學(xué)生活動1：顯示屏有亮暗變化，有個方向幾乎看不見顯示屏亮度。說明液晶顯示屏的光是偏振光。教師活動2：其實，偏振光并不罕見，自然光在玻璃、水面、木質(zhì)桌面等表面反射時，反射光和折射光都是偏振光。這里給大家拓展一個知識：反射光和折射光的偏振程度，隨著入射角的變化而變化。一般情況下，反射光是一部分自然光和一部分垂直于紙面方向的偏振光的疊加，而折射光是一部分自然光和一部分平行于紙面方向的偏振光的疊加，這種偏振光叫作“部分偏振光”，用偏振片也可以辨別出來。而當(dāng)入射角為某一特定值的時候，反射光和折射光互相垂直，這時反射光只有垂直于紙面方向的偏振光，沒有自然光了，而折射光還是部分偏振光。現(xiàn)場演示拍攝偏振光的實驗。學(xué)生觀察。        教師活動3：除了液晶顯示屏，相機(jī)的偏振濾光片等，偏振現(xiàn)象在生活中還有很多應(yīng)用：比如紅外偏振光治療，汽車車燈的設(shè)計等，當(dāng)然，還有我們前面提到的立體電影。人的兩只眼睛同時觀察一個物體時，兩眼看到的兩個像并不完全相同，左眼看到物體的左側(cè)面較多，右眼看到物體的右側(cè)面較多，這兩個像經(jīng)過大腦綜合以后就能區(qū)分物體的前后，遠(yuǎn)近，從而產(chǎn)生立體感。學(xué)完偏振的知識，你們試著討論一下立體電影的原理是什么。學(xué)生活動3：同時用兩臺攝影機(jī)拍攝電影，一臺攝影機(jī)的鏡頭前放一個水平方向的偏振片，另一臺鏡頭前則放一個豎直方向的偏振片，這樣拍攝出的兩部影片，一部有水平方向的偏振光，另一部有豎直方向的偏振光。然后我們觀看電影時，佩戴的3D眼鏡，一個眼鏡片是水平方向的偏振片，另一個是豎直方向的偏振片，這樣我們左右眼就看見了重疊的兩部影片，經(jīng)過大腦分析，就產(chǎn)生了立體感。