石睿

摘 要：以《光的偏振》的教學設計為例，闡述了以物理學史為線索，如何在高中物理教學內容中滲透物理實驗，達到教學目標的過程。

關鍵詞：物理學史；光的偏振；偏振片

中圖分類號：G633.7 文獻標識碼：A 文章編號：1003-6148（2014）10（S）-0076-5

【教材內容】

本課使用教材為“魯科版”《物理》選修（3-4）中第五章第3節(jié)。

【教學重點和難點】

（1）重點：理解什么是偏振，認識光是橫波；

（2）難點：偏振現(xiàn)象的理解與分析。

【教學策略】

（1）挖掘史實，充分發(fā)揮物理學史在課堂中的積極作用

本課沿著歷史的線索，從光的本性之爭說起，到關于光是橫波還是縱波的思考，再到馬呂斯發(fā)現(xiàn)的新現(xiàn)象（光的偏振現(xiàn)象）與光的縱波說的矛盾，最后麥克斯韋電磁波理論的提出，光的橫波說得到相對圓滿的說明。本課前半部分完整而簡要地展現(xiàn)出歷史上光的偏振發(fā)現(xiàn)和解釋的過程。用一個個真實的歷史之問，引導學生思考，在歷史人物與歷史事件的陪伴下，逐漸讓學生認識光的偏振現(xiàn)象并理解它與橫波之間的聯(lián)系。

（2）實驗設計力求用材簡單、現(xiàn)象明顯

本課內容考試要求不高，但偏振現(xiàn)象在生活中并不少見。要讓學生上完這節(jié)課有所收獲，則要運用多種教學手段提高學生的內部動機。提高內部動機的策略有：激發(fā)興趣、保持好奇心、使用大量有趣的呈現(xiàn)方式等。其中設計好演示實驗與學生實驗是物理課堂常用且好用的激發(fā)興趣的方法。本課設計了兩個演示實驗、三個學生實驗。實驗力求用材簡單且現(xiàn)象明顯、對比強烈。

（3）注意在概念教學后創(chuàng)設各種情境

引導學生在解決新的問題中對已學過或剛學過的知識進行遷移，當堂掌握本節(jié)課內容，不增加課下負擔。

【教學流程圖】（圖1）

圖1 教學流程

【教學過程】

一、實驗導入（8min）

演示實驗1：反射光偏振

（如圖2，教室一側的窗戶用窗簾遮住，留下一塊窗戶透光。請一個同學站在該窗口，攝像頭與其他同學分居玻璃兩側。投影畫面中其他同學與該同學的像重合在一起，主要看到這個同學。轉動偏振片，該同學的像消失不見！學生們感到意外與神奇。）

圖2 演示實驗儀器排布圖示

師：這個同學的“魅影”消失不見與攝像頭前裝的灰色“玻璃”有關。

（通過投影機，讓學生觀察這個灰色“玻璃”是透光的。）

【設計意圖：這是本課第一個演示實驗，力求有好的演示效果，一炮打響。課前教師通過反復調整玻璃的角度與攝像頭位置，把窗戶的反射光消除得比較徹底。課堂效果好。】

演示實驗2：液晶顯示屏偏振

（如圖2，講臺上放著一個正常工作的電腦顯示屏，朝向學生。把攝像頭上的偏振片取下放在液晶屏前，觀察現(xiàn)象。為了演示效果更好，再更換一塊30cm×30cm的大塊偏振片，在液晶屏前轉動大塊偏振片，學生看到偏振片在全黑與透光間轉變，展現(xiàn)明顯的偏振現(xiàn)象。）

師：這些神奇的現(xiàn)象背后有什么道理？讓我們從18世紀說起。

二、沿著歷史線索，認識偏振與光的偏振 （8min）

（進入歷史）

回顧光的本性的爭論

師：整個18世紀，關于光是什么的爭論，一直是牛頓支持的粒子說占上風。直到1801年，托馬斯·楊進行了雙縫干涉實驗，并用惠更斯的波動理論解釋了干涉現(xiàn)象并觀察到了干涉這一波現(xiàn)象，光的波動說才有所抬頭，得到復興。

光的縱波說

師：光到底是橫波，還是縱波？當時波動說的支持者們受到機械波傳播需要介質的影響，認為光波的傳播也需要介質，既然光能在整個宇宙?zhèn)鞑ィ@種介質也應該充滿整個宇宙，稱之為“以太”。但是因為觀察不到以太對天體運行的影響，人們就把以太設定為是極其稀薄的氣狀物質。由于氣體中只能傳播縱波，就像空氣中傳播的聲波是縱波，那么在以太中傳播的光，應該也是縱波！他們用縱波論解釋了很多光學現(xiàn)象。

縱波說遇到的挑戰(zhàn)——馬呂斯發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象

師：但幾年后，波動說受到了一個挑戰(zhàn)。

1808年的一個傍晚，法國的工程師馬呂斯在自己家里無意中通過一塊冰洲石觀看玻璃窗所反射的落日的像，轉動冰州石時偶然看到了與我們之前看到的反射像變化相類似的現(xiàn)象。

這種新的光學現(xiàn)象怎么用波動說解釋呢？光的縱波說在此遇到了極大的困難，馬呂斯（圖3）本人也是光的微粒說的支持者，他用這個現(xiàn)象攻擊光的波動說。

圖3 馬呂斯

為什么光的縱波說無法解釋這個現(xiàn)象？

【設計意圖：歷史上物理學的發(fā)展與現(xiàn)在學生的思考進展是有一定程度相似的。歷史上光的偏振現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)動搖了波動說。為什么二者之間存在矛盾？用真實的歷史之問激發(fā)、保持學生的好奇心，使之具有更強的學習動機，并自然過渡到橫、縱波的知識回顧，保持教學的流暢性?！?/p>

（離開歷史）

偏振現(xiàn)象是橫波與縱波最大的區(qū)別

師：（提問1）什么是橫波，什么是縱波？

生：橫波——波的振動方向與波傳播方向相互垂直的波；縱波——波的振動方向與波的傳播方向在同一直線上的波。

師：（提問2）橫、縱波振動方向的不同，會導致什么結果？

假想有一列繩波從左往右傳播，如果在波傳播方向上有一個關卡——狹縫（如圖4）。（提問3）怎么放置才能讓繩波順利傳播下去？

圖4 PPT截圖2

生：狹縫的方向與波振動的方向一致。如果沿其它的方向放置狹縫，繩波就不能繼續(xù)傳播下去。

師：狹縫就像一個門衛(wèi)，當繩波的振動方向與狹縫方向相同時，波才能夠保持原樣通過，這個狹縫的方向稱為透振方向。而波的這種現(xiàn)象稱為偏振現(xiàn)象。

師：（提問4）對于縱波，有沒有偏振現(xiàn)象？如果是一列縱波要通過狹縫，會怎么樣？

生：不管怎么放置狹縫，縱波都能夠通過。

師：所以偏振是橫波特有的現(xiàn)象。

【設計意圖：由學過的橫、縱波知識出發(fā)，通過問題串引導學生進行知識遷移，發(fā)現(xiàn)橫、縱波在偏振現(xiàn)象上的區(qū)別?！?/p>

偏振現(xiàn)象的本質

師：為什么橫、縱波振動方向的不同會導致這種差異？

（給學生思考、討論時間）

師：歸根到底，偏振現(xiàn)象體現(xiàn)了一種不對稱性。對于縱波來說，在傳播方向確定的情況下，振動方向只有一種，振動方向相對于傳播方向對稱。而對于橫波來說，在波傳播方向確定的情況下，振動方向要滿足垂直于傳播方向，有無數(shù)種可能性。但對于一列確定的橫波，它的振動方向確定，是在這無數(shù)多種方向中挑一種，振動方向相對于傳播方向不對稱。偏振現(xiàn)象是橫波與縱波最明顯的區(qū)別。

【設計意圖：這個問題的答案學生無法輕易得到，但為了學生幫助對偏振現(xiàn)象的深入理解，有必要點出造成偏振現(xiàn)象的邏輯原因?？蛇@個環(huán)節(jié)并不是本課重點，所以此處點到為止，相信不理解的但對偏振有興趣的學生會在課后思考?！?/p>

認識光的偏振現(xiàn)象

師：光有沒有偏振現(xiàn)象？

生：我們剛才看到轉動介質片到不同的角度時，透射光強度不同，這就是一種不對稱性，是光的偏振現(xiàn)象。

師：如果光是縱波，不論冰洲石怎么轉動都不會影響到光的傳播，不可能觀察到偏振現(xiàn)象。所以馬呂斯觀察到的偏振現(xiàn)象用光的縱波說是無法解釋的！

（進入歷史）

馬呂斯怎么用粒子說解釋光的偏振現(xiàn)象

師：馬呂斯是粒子說的支持者，他甚至用粒子說較好的解釋了偏振現(xiàn)象：他把光想成是一個個長條形或橢球形指向不同的粒子，當介質轉動的時候沿某個特殊指向的粒子才能通過。因此介質轉到不同的方向，透過的光不同。

從托馬斯·楊的堅持到光的偏振現(xiàn)象的完美解釋

師：波動說遇到了很大的障礙。但托馬斯·楊面對困難并沒有動搖自己的科學信念，他寫信給馬呂斯說：“您的實驗證明了我采用的理論（即干涉理論）有不足之處，但是這些實驗并沒有證明它是虛偽的?！苯?jīng)過幾年的研究，托馬斯·楊逐漸領悟到如果用橫波的概念來代替縱波，那么就可以用光的波動說對馬呂斯的發(fā)現(xiàn)做出當時最圓滿的解釋。但這又與光是在以太中傳播的機械波的假設不相容。

【設計意圖：現(xiàn)今看來唾手可得的結論在物理學史上也歷經(jīng)波折，不以對錯論英雄，尊重每一個科學家的堅持與勞作?！?/p>

師：這個矛盾直到幾十年以后麥克斯韋與赫茲的工作證明了光是一種電磁波，光的橫波說才得以完滿的說明。

師：所以，偏振現(xiàn)象是光是橫波的表現(xiàn)。我們這節(jié)課就來說說光的偏振。

（離開歷史）

【設計意圖：在課堂上引用史實，有增強趣味性與人文氣息等等諸多好處，但并不等于全盤搬進課堂。大部分概念的形成進程在歷史上是緩慢的、漸變的、曲折的，如果如實搬進課堂反倒會增加學生的負擔。如何說好歷史又講清概念需要教師進行一定的取舍與合理的安排。

因此對于偏振概念的介紹環(huán)節(jié)，筆者通過提問學生：“為什么說光的縱波說無法解釋這個現(xiàn)象呢？讓我們回憶回憶橫波與縱波?！睂⑦@塊內容拉離歷史，介紹清楚后再通過提問讓學生判斷馬呂斯發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象屬不屬于偏振現(xiàn)象，提示學生遷移剛學習過的知識的同時自然的回歸歷史，兩進兩出，試將物理學史合理、適度、自然的融入課堂教學中?！?/p>

三、認識偏振片（5min）

光振動與偏振片

師：電磁波中振動的是什么？

生：電場強度和磁感應強度的大小與方向發(fā)生周期性變化。

師：其中引起視覺的是電矢量。所以我們把電矢量作為光波中振動矢量的代表。

師：在實驗中我們使用的介質片與普通玻璃不同，叫做偏振片。它由特殊的材料制成，每個偏振片都有一個特定的方向，只有沿著這個方向的光振動才能順利通過偏振片，而與這個方向垂直的光振動都被吸收了，這個方向叫做偏振片的透振方向。偏振片對于光就像是狹縫對于繩波，只不過偏振片上的透振方向直接用眼睛是看不到的。

學生實驗1：使用單個偏振片

師：大家取桌上的一個偏振片轉一轉，能否觀察到偏振現(xiàn)象？（一人一片）

生：沒有。不管怎么轉，看到的亮度都沒有什么變化。

師：為什么呢？

【設計意圖：同樣是轉動偏振片，演示實驗與學生實驗卻看到了截然不同的現(xiàn)象，設疑激趣。】

四、自然光與偏振光（12min）

什么是自然光

師：這是因為普通的日光、燈光和液晶屏發(fā)出的光不同。

任何普通光源（燈、燭、太陽）都是由大量分子、原子組成的，它們發(fā)出的光是這些原子、分子發(fā)光的總和。而各個原子的發(fā)光過程都是隨機的、彼此沒有關聯(lián)的?？赡芤粋€原子發(fā)出的光在x軸方向振動，而另一個又在y軸方向，各個原子發(fā)出的光的振動方向是雜亂無章的。

師：這樣的話，宏觀來看普通光源發(fā)出的光有什么特點？

生：在垂直于傳播方向的平面內，沿各個方向的振動都有。

師：很好。并且沒有哪個方向比哪個方向更優(yōu)越，各個方向都是均衡的，各個方向的振動是均勻對稱分布的。具有這種特點的光稱為自然光。

什么是偏振光

師：現(xiàn)在你們知道為什么轉動一個偏振片看不到光強變化的效果了嗎？

（分別提問單個學生）

提問1：讓自然光通過一個偏振片，會怎么樣？

生：只剩下沿著透振方向的振動。

師：這種只包含單一振動方向的光叫做線偏振光。自然界中并不是除了自然光就是線偏振光，其實介于二者之間的還有部分偏振光（各個方向振動都有但振幅不是相同）、圓偏振光、橢圓偏振光等，只是高中階段對這些不做研究。

提問2：轉動偏振片為什么透射光的亮度沒有變化？

生：因為雖然偏振片透振方向在轉動，但因為自然光在每個方向的振動強度都是一樣，所以沒有光強的變化。

提問3：以自然光為光源，如果想看到透射光強度變化的現(xiàn)象要怎么辦呢？

學生實驗2：使用兩個偏振片觀察自然光的偏振現(xiàn)象

生：使用兩個偏振片，一個不動，轉動另一個。

師：自然光通過一個偏振片后的透射光，只剩沿透振方向的振動，轉動另一個偏振片，當二者透振方向一樣時，線偏振光全部通過。當與透振方向垂直時，沒有光可以通過，看到的就是漆黑一片，這種現(xiàn)象稱為消光。

師：不垂直也不平行時，觀察到亮度介于二者之間，為什么？

生：將線偏振光的光振動正交分解，其中平行第二個偏振片透振方向的分量可以通過。

師：在這里第一個偏振片讓自然光變成了偏振光，這個過程稱為起偏。從功能上，第一個偏振片也稱為起偏器，第二個偏振片用于檢驗光束的偏振狀態(tài)，叫做檢偏器。

【設計意圖：這一塊是本節(jié)課的重點?！笆裁词亲匀还狻痹O計為直接講授，讓學生進行機械學習。而后通過教師提問1、2、3，促使學生將剛剛學過的自然光與偏振片的知識進行遷移運用，自然而然完成“什么是偏振光”的教學。此處設計為讓單個學生回答，也是通過學生的表述，及時測查學生的理解情況，相應地調整教學，保證學生對偏振光與自然光理解準確到位，從而才能進入下一版塊——光的偏振的應用?！?/p>

五、光的偏振的應用（10min）

反射光是偏振光

師：第一個演示實驗中以自然光為光源，為什么只用一個偏振片轉動也有光強變化呢？

師：那是因為當自然光在玻璃、水面、木質桌面等表面反射時，反射光和折射光都是偏振光。我們把反射的像消除了，其實就是用偏振片把由玻璃反射后的光線擋住，不進入攝像頭。入射角不同時，偏振程度也不一樣。當入射角等于某一定值，反射光是線偏振光。將攝像頭調到那個角度，轉動偏振片就可以將反射光完全消除。所以起偏器不一定是偏振片，自然界中有各種起偏器。

光的偏振的應用1——攝影中增強成像效果

（介紹攝影、攝像中用偏振片消除反射光與散射光）（圖5）

圖5 PPT截圖3

光的偏振的應用2——液晶顯示屏

師：第二個演示實驗中我們轉動的也是一個偏振片，這說明電腦液晶屏發(fā)出的光也是偏振光。不僅如此，液晶電視及計算器、手表等數(shù)字化儀表屏發(fā)出的光也是偏振光。為什么呢？

（介紹液晶顯示屏原理）（圖6）

我們用的這一大片偏振片就是實驗員老師從廢舊液晶電視屏上面拆下來的。

圖6 PPT截圖4

光的偏振的應用3——光彈性效應

學生實驗3：觀察塑料尺的光彈性效應

師：請大家每人手持一個偏振片，透過偏振片觀察老師手中的大三角塑料尺，有沒有特別之處？

生：沒有。

師：（將塑料尺移到電腦屏幕前，即讓屏幕發(fā)出的偏振光照射到尺子）現(xiàn)在再用偏振片觀察？

生：尺子變成彩色的了?。▓D7）

師：一邊觀察，一邊轉一轉你們手中的偏振片，有什么現(xiàn)象？

生：電腦屏幕變黑了，尺子還是彩色的！這樣看到的實驗現(xiàn)象更明顯了。

師：這種現(xiàn)象叫做光彈性效應。（簡介光彈性效應）

圖7 光彈性效應

【設計意圖：因為時間比較緊湊，此環(huán)節(jié)的設計是緊扣課前的兩個導入演示實驗進行的?！皯?、2”運用這節(jié)課剛學過的知識，解釋了導入實驗，并拓展介紹其它方面的運用?！皯?”中的學生實驗取材簡單，實驗效果卻非常好。】

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]姚啟鈞.光學教程[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]趙凱華，鐘錫華.光學（上冊）[M].北京：北京大學出版社，1984.

[4]趙凱華，張維善.新概念高中物理讀本（第三冊）[M].北京：人民教育出版社，2007.

[5]羅伯特·斯萊文，著，姚梅林，等，譯.教育心理學·理論與實踐[M].北京：人民郵電出版社，2004.

（欄目編輯 鄧 磊）

提問2：轉動偏振片為什么透射光的亮度沒有變化？

生：因為雖然偏振片透振方向在轉動，但因為自然光在每個方向的振動強度都是一樣，所以沒有光強的變化。

提問3：以自然光為光源，如果想看到透射光強度變化的現(xiàn)象要怎么辦呢？

學生實驗2：使用兩個偏振片觀察自然光的偏振現(xiàn)象

生：使用兩個偏振片，一個不動，轉動另一個。

師：自然光通過一個偏振片后的透射光，只剩沿透振方向的振動，轉動另一個偏振片，當二者透振方向一樣時，線偏振光全部通過。當與透振方向垂直時，沒有光可以通過，看到的就是漆黑一片，這種現(xiàn)象稱為消光。

師：不垂直也不平行時，觀察到亮度介于二者之間，為什么？

生：將線偏振光的光振動正交分解，其中平行第二個偏振片透振方向的分量可以通過。

師：在這里第一個偏振片讓自然光變成了偏振光，這個過程稱為起偏。從功能上，第一個偏振片也稱為起偏器，第二個偏振片用于檢驗光束的偏振狀態(tài)，叫做檢偏器。

【設計意圖：這一塊是本節(jié)課的重點?！笆裁词亲匀还狻痹O計為直接講授，讓學生進行機械學習。而后通過教師提問1、2、3，促使學生將剛剛學過的自然光與偏振片的知識進行遷移運用，自然而然完成“什么是偏振光”的教學。此處設計為讓單個學生回答，也是通過學生的表述，及時測查學生的理解情況，相應地調整教學，保證學生對偏振光與自然光理解準確到位，從而才能進入下一版塊——光的偏振的應用?！?/p>

五、光的偏振的應用（10min）

反射光是偏振光

師：第一個演示實驗中以自然光為光源，為什么只用一個偏振片轉動也有光強變化呢？

師：那是因為當自然光在玻璃、水面、木質桌面等表面反射時，反射光和折射光都是偏振光。我們把反射的像消除了，其實就是用偏振片把由玻璃反射后的光線擋住，不進入攝像頭。入射角不同時，偏振程度也不一樣。當入射角等于某一定值，反射光是線偏振光。將攝像頭調到那個角度，轉動偏振片就可以將反射光完全消除。所以起偏器不一定是偏振片，自然界中有各種起偏器。

光的偏振的應用1——攝影中增強成像效果

（介紹攝影、攝像中用偏振片消除反射光與散射光）（圖5）

圖5 PPT截圖3

光的偏振的應用2——液晶顯示屏

師：第二個演示實驗中我們轉動的也是一個偏振片，這說明電腦液晶屏發(fā)出的光也是偏振光。不僅如此，液晶電視及計算器、手表等數(shù)字化儀表屏發(fā)出的光也是偏振光。為什么呢？

（介紹液晶顯示屏原理）（圖6）

我們用的這一大片偏振片就是實驗員老師從廢舊液晶電視屏上面拆下來的。

圖6 PPT截圖4

光的偏振的應用3——光彈性效應

學生實驗3：觀察塑料尺的光彈性效應

師：請大家每人手持一個偏振片，透過偏振片觀察老師手中的大三角塑料尺，有沒有特別之處？

生：沒有。

師：（將塑料尺移到電腦屏幕前，即讓屏幕發(fā)出的偏振光照射到尺子）現(xiàn)在再用偏振片觀察？

生：尺子變成彩色的了?。▓D7）

師：一邊觀察，一邊轉一轉你們手中的偏振片，有什么現(xiàn)象？

生：電腦屏幕變黑了，尺子還是彩色的！這樣看到的實驗現(xiàn)象更明顯了。

師：這種現(xiàn)象叫做光彈性效應。（簡介光彈性效應）

圖7 光彈性效應

【設計意圖：因為時間比較緊湊，此環(huán)節(jié)的設計是緊扣課前的兩個導入演示實驗進行的。“應用1、2”運用這節(jié)課剛學過的知識，解釋了導入實驗，并拓展介紹其它方面的運用?！皯?”中的學生實驗取材簡單，實驗效果卻非常好?！?/p>

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]姚啟鈞.光學教程[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]趙凱華，鐘錫華.光學（上冊）[M].北京：北京大學出版社，1984.

[4]趙凱華，張維善.新概念高中物理讀本（第三冊）[M].北京：人民教育出版社，2007.

[5]羅伯特·斯萊文，著，姚梅林，等，譯.教育心理學·理論與實踐[M].北京：人民郵電出版社，2004.

（欄目編輯 鄧 磊）

提問2：轉動偏振片為什么透射光的亮度沒有變化？

生：因為雖然偏振片透振方向在轉動，但因為自然光在每個方向的振動強度都是一樣，所以沒有光強的變化。

提問3：以自然光為光源，如果想看到透射光強度變化的現(xiàn)象要怎么辦呢？

學生實驗2：使用兩個偏振片觀察自然光的偏振現(xiàn)象

生：使用兩個偏振片，一個不動，轉動另一個。

師：自然光通過一個偏振片后的透射光，只剩沿透振方向的振動，轉動另一個偏振片，當二者透振方向一樣時，線偏振光全部通過。當與透振方向垂直時，沒有光可以通過，看到的就是漆黑一片，這種現(xiàn)象稱為消光。

師：不垂直也不平行時，觀察到亮度介于二者之間，為什么？

生：將線偏振光的光振動正交分解，其中平行第二個偏振片透振方向的分量可以通過。

師：在這里第一個偏振片讓自然光變成了偏振光，這個過程稱為起偏。從功能上，第一個偏振片也稱為起偏器，第二個偏振片用于檢驗光束的偏振狀態(tài)，叫做檢偏器。

【設計意圖：這一塊是本節(jié)課的重點。“什么是自然光”設計為直接講授，讓學生進行機械學習。而后通過教師提問1、2、3，促使學生將剛剛學過的自然光與偏振片的知識進行遷移運用，自然而然完成“什么是偏振光”的教學。此處設計為讓單個學生回答，也是通過學生的表述，及時測查學生的理解情況，相應地調整教學，保證學生對偏振光與自然光理解準確到位，從而才能進入下一版塊——光的偏振的應用?！?/p>

五、光的偏振的應用（10min）

反射光是偏振光

師：第一個演示實驗中以自然光為光源，為什么只用一個偏振片轉動也有光強變化呢？

師：那是因為當自然光在玻璃、水面、木質桌面等表面反射時，反射光和折射光都是偏振光。我們把反射的像消除了，其實就是用偏振片把由玻璃反射后的光線擋住，不進入攝像頭。入射角不同時，偏振程度也不一樣。當入射角等于某一定值，反射光是線偏振光。將攝像頭調到那個角度，轉動偏振片就可以將反射光完全消除。所以起偏器不一定是偏振片，自然界中有各種起偏器。

光的偏振的應用1——攝影中增強成像效果

（介紹攝影、攝像中用偏振片消除反射光與散射光）（圖5）

圖5 PPT截圖3

光的偏振的應用2——液晶顯示屏

師：第二個演示實驗中我們轉動的也是一個偏振片，這說明電腦液晶屏發(fā)出的光也是偏振光。不僅如此，液晶電視及計算器、手表等數(shù)字化儀表屏發(fā)出的光也是偏振光。為什么呢？

（介紹液晶顯示屏原理）（圖6）

我們用的這一大片偏振片就是實驗員老師從廢舊液晶電視屏上面拆下來的。

圖6 PPT截圖4

光的偏振的應用3——光彈性效應

學生實驗3：觀察塑料尺的光彈性效應

師：請大家每人手持一個偏振片，透過偏振片觀察老師手中的大三角塑料尺，有沒有特別之處？

生：沒有。

師：（將塑料尺移到電腦屏幕前，即讓屏幕發(fā)出的偏振光照射到尺子）現(xiàn)在再用偏振片觀察？

生：尺子變成彩色的了！（圖7）

師：一邊觀察，一邊轉一轉你們手中的偏振片，有什么現(xiàn)象？

生：電腦屏幕變黑了，尺子還是彩色的！這樣看到的實驗現(xiàn)象更明顯了。

師：這種現(xiàn)象叫做光彈性效應。（簡介光彈性效應）

圖7 光彈性效應

【設計意圖：因為時間比較緊湊，此環(huán)節(jié)的設計是緊扣課前的兩個導入演示實驗進行的?！皯?、2”運用這節(jié)課剛學過的知識，解釋了導入實驗，并拓展介紹其它方面的運用。“應用3”中的學生實驗取材簡單，實驗效果卻非常好?！?/p>

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中物理課程標準[S].北京：人民教育出版社，2003.

[2]姚啟鈞.光學教程[M].北京：高等教育出版社，2002.

[3]趙凱華，鐘錫華.光學（上冊）[M].北京：北京大學出版社，1984.

[4]趙凱華，張維善.新概念高中物理讀本（第三冊）[M].北京：人民教育出版社，2007.

[5]羅伯特·斯萊文，著，姚梅林，等，譯.教育心理學·理論與實踐[M].北京：人民郵電出版社，2004.

（欄目編輯 鄧 磊）