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摘要：《光的偏振》是光学的重要内容，说明光是横波，在生活和军事中有广泛应用，将具体案例应用于光的偏振教学中，有助于激发学习的兴趣、提高知识应用能力和创新能力。本文以光的偏振为例，进行案例教学法探索，突出光的偏振的应用性。
关键词：案例教学法;大学物理;光的偏振
分类号：G633.7
1.引言
随着社会的发展和进步，对人才的需求也在发生变化，极大的促进了教学理念和方法的改进。大学物理是自然学科的基础，其来源于生活应用于生活，如何让学员学习知识的基础上解决知识的应用具有重要意义。本文以光的偏振为例，首先介绍教学内容，接着介绍其教学案例，有助于高效开展教学。
2.光的偏振教学内容
光的偏振是大学物理课程波动光学的主要内容，其知识在生活和军事中都有广泛应用。教学内容主要包括：偏振的基本概念、布儒斯特定律和马吕斯定律，教学目标：理解光的五种偏振态、掌握布儒斯特定律和马吕斯定律、了解起偏和检偏的方法。其特点是基本概念多、逻辑推导少、知识掌握易、知识应用难。
光的偏振说明光的横波性，横波即光矢量的振动方向对于传播方向是不具有对称性，根据光矢量对传播方向的不对称情况，可以分为自然光、线偏振光、部分偏振光及椭圆偏振光和圆偏振光。
普通光源发出的光是自然光，自然光通过偏振片即获得线偏振光，马吕斯定律给出了透射光强和入射光强之间的定量关系，由此可知改变偏振化方向之间的夹角即可改变透射光的强度。
当自然光在两种各向同性介质的分界面上反射和折射时，光波电矢量振动的空间分布会失去对于传播方向的对称性，从而变成部分偏振光。当入涉角为某一特定角时，布儒斯特定律表明，此时反射光是线偏振光。
自然界中，光滑的植物叶片，江河湖海的水面，冰雪、沙漠、云、鱼鳞和皮革等物体都充当着天然反射起偏器的作用。自然光照射后，反射光中电矢量垂直分量和平行分量的振幅发生变化，因此反射光不再是各向同性的自然光，而成为部分偏振光或线偏振光，
3.光的偏振教学案例
3.1在镜头前加偏振镜可提高目标探测的准确度
在拍摄表面光滑的物体，如玻璃器皿、水面、塑料表面等，常常会出现耀斑或反光，这是由于光线的偏振而引起的。在拍摄时加用偏振镜，并适当地旋转偏振镜面，当偏振镜面方向与反射光方向垂直时，由马吕斯定理可知，能够阻挡一些偏振光，从而消除或减弱这些光滑物体表面的反光或亮斑，当观察到被摄物体的反光消失时，既可以停止转动镜面。如图所示很明显看出利用偏振镜可以有效还原偏振光，提高目标探测的准确度，从而得到反射表面的各类信息。
3.2佩戴偏光眼镜可提高观察目标的清晰度
武警部队担负执勤、处置突发社会安全事件、防范和处置恐怖活动、海上维权执法、抢险救援和防卫作战等其他任务。冬季像哈尔滨或者新疆西藏地带，常年积雪，执行任务时，反射光较强比较刺眼，发现目标和射击命中率都会受到很大的影响。如果佩戴偏振片眼镜，且偏振方向以平行于入射光的光振面为主，由于反射光是以垂直于入射光为主的部分偏振光或线偏振光，由马吕斯定律可得，此时只有平行方向光可以通过，所以消去大量反射光，从而提高发现目标的准确度，提高射击精度。
3.3车窗前贴偏振片可降低安全事故
随着时代发展，我国经济日益增长，机动车拥有量也随着增加。当前不容忽视的是机动车数量增长带来的交通安全问题。据调查结果显示，在每年的车辆交通事故里，发生在夜间的占较大的比例，而正确使用车灯能降低夜间行车安全问题的重点。由于车灯发出的光为自然光，在车前大灯以及车前窗玻璃加装偏振片，由马吕斯定律可知，可减少远光灯射入人眼引起的看不清路面，从而降低驾车事故。
3.4偏振探测技术的应用
光电假目标技术和光电伪装技术越来越普遍的使用，使现代战场环境越来越复杂，不仅严重影响了光电探测系统的探测精度和准度，也使快速准确的区分复杂战场环境中的真假目标成为了现代探测系统发展的重要破解需求。如图所示的烟幕伪装和迷彩伪装，都是现在较为有效的伪装手段。还有遮障伪装和示假伪装，也有广泛的应用。
近年来，随着隐身技术的发展，特别是加装有伪装涂层的各类坦克、装甲等目标的出现，使得传统的检测手段和方法很难有效检测出目标信息。尤其是在地面类复杂背景下，如何有效提高对地面复杂背景下的隐身目标的检测能力，减小隐身目标的威脅己越来越迫切，具有非常重要的研究意义和军事应用价值。
在军事探测中，由于目标一般是人造的，具有较光滑表面，因而其辐射或是反射光中的线偏振较强，一般目标所处的背景（如泥土、植被）都相对粗糙， 其辐射或反射光偏振度相对较低。基于偏振光进行空间目标的识别的研究可以开拓空间目标探测识别技术的方向，具有极高的军事意义和科学意义。
对于导弹，通过有效的检测方法对地面复杂背景下隐身目标的准确检测，可采用合适的制导律，进而对目标进行精确打击，减少导弹对隐身目标打击时的脱靶量，进而可有效地抑制敌方的纵深打击能力和突防能力，减少己方损失。
参考文献
[1]李慧，曲亮生.光的偏振性教学设计[J].物理与工程，2017，（03）.
[2]王明辉.基于科学探究的“光的偏振”教学过程. [J].物理教师，2019，（08）.
[3]周志扬. 创新实验设计 促进深度学习——以“光的偏振”为例[J]. 物理教师，2019（06）.
作者简介：高玲玲，女，讲师，主要从事物理教学科研工作。
武警警官学院 四川省 成都市 610000
关键词：案例教学法;大学物理;光的偏振
分类号：G633.7
1.引言
随着社会的发展和进步，对人才的需求也在发生变化，极大的促进了教学理念和方法的改进。大学物理是自然学科的基础，其来源于生活应用于生活，如何让学员学习知识的基础上解决知识的应用具有重要意义。本文以光的偏振为例，首先介绍教学内容，接着介绍其教学案例，有助于高效开展教学。
2.光的偏振教学内容
光的偏振是大学物理课程波动光学的主要内容，其知识在生活和军事中都有广泛应用。教学内容主要包括：偏振的基本概念、布儒斯特定律和马吕斯定律，教学目标：理解光的五种偏振态、掌握布儒斯特定律和马吕斯定律、了解起偏和检偏的方法。其特点是基本概念多、逻辑推导少、知识掌握易、知识应用难。
光的偏振说明光的横波性，横波即光矢量的振动方向对于传播方向是不具有对称性，根据光矢量对传播方向的不对称情况，可以分为自然光、线偏振光、部分偏振光及椭圆偏振光和圆偏振光。
普通光源发出的光是自然光，自然光通过偏振片即获得线偏振光，马吕斯定律给出了透射光强和入射光强之间的定量关系，由此可知改变偏振化方向之间的夹角即可改变透射光的强度。
当自然光在两种各向同性介质的分界面上反射和折射时，光波电矢量振动的空间分布会失去对于传播方向的对称性，从而变成部分偏振光。当入涉角为某一特定角时，布儒斯特定律表明，此时反射光是线偏振光。
自然界中，光滑的植物叶片，江河湖海的水面，冰雪、沙漠、云、鱼鳞和皮革等物体都充当着天然反射起偏器的作用。自然光照射后，反射光中电矢量垂直分量和平行分量的振幅发生变化，因此反射光不再是各向同性的自然光，而成为部分偏振光或线偏振光，
3.光的偏振教学案例
3.1在镜头前加偏振镜可提高目标探测的准确度
在拍摄表面光滑的物体，如玻璃器皿、水面、塑料表面等，常常会出现耀斑或反光，这是由于光线的偏振而引起的。在拍摄时加用偏振镜，并适当地旋转偏振镜面，当偏振镜面方向与反射光方向垂直时，由马吕斯定理可知，能够阻挡一些偏振光，从而消除或减弱这些光滑物体表面的反光或亮斑，当观察到被摄物体的反光消失时，既可以停止转动镜面。如图所示很明显看出利用偏振镜可以有效还原偏振光，提高目标探测的准确度，从而得到反射表面的各类信息。
3.2佩戴偏光眼镜可提高观察目标的清晰度
武警部队担负执勤、处置突发社会安全事件、防范和处置恐怖活动、海上维权执法、抢险救援和防卫作战等其他任务。冬季像哈尔滨或者新疆西藏地带，常年积雪，执行任务时，反射光较强比较刺眼，发现目标和射击命中率都会受到很大的影响。如果佩戴偏振片眼镜，且偏振方向以平行于入射光的光振面为主，由于反射光是以垂直于入射光为主的部分偏振光或线偏振光，由马吕斯定律可得，此时只有平行方向光可以通过，所以消去大量反射光，从而提高发现目标的准确度，提高射击精度。
3.3车窗前贴偏振片可降低安全事故
随着时代发展，我国经济日益增长，机动车拥有量也随着增加。当前不容忽视的是机动车数量增长带来的交通安全问题。据调查结果显示，在每年的车辆交通事故里，发生在夜间的占较大的比例，而正确使用车灯能降低夜间行车安全问题的重点。由于车灯发出的光为自然光，在车前大灯以及车前窗玻璃加装偏振片，由马吕斯定律可知，可减少远光灯射入人眼引起的看不清路面，从而降低驾车事故。
3.4偏振探测技术的应用
光电假目标技术和光电伪装技术越来越普遍的使用，使现代战场环境越来越复杂，不仅严重影响了光电探测系统的探测精度和准度，也使快速准确的区分复杂战场环境中的真假目标成为了现代探测系统发展的重要破解需求。如图所示的烟幕伪装和迷彩伪装，都是现在较为有效的伪装手段。还有遮障伪装和示假伪装，也有广泛的应用。
近年来，随着隐身技术的发展，特别是加装有伪装涂层的各类坦克、装甲等目标的出现，使得传统的检测手段和方法很难有效检测出目标信息。尤其是在地面类复杂背景下，如何有效提高对地面复杂背景下的隐身目标的检测能力，减小隐身目标的威脅己越来越迫切，具有非常重要的研究意义和军事应用价值。
在军事探测中，由于目标一般是人造的，具有较光滑表面，因而其辐射或是反射光中的线偏振较强，一般目标所处的背景（如泥土、植被）都相对粗糙， 其辐射或反射光偏振度相对较低。基于偏振光进行空间目标的识别的研究可以开拓空间目标探测识别技术的方向，具有极高的军事意义和科学意义。
对于导弹，通过有效的检测方法对地面复杂背景下隐身目标的准确检测，可采用合适的制导律，进而对目标进行精确打击，减少导弹对隐身目标打击时的脱靶量，进而可有效地抑制敌方的纵深打击能力和突防能力，减少己方损失。
参考文献
[1]李慧，曲亮生.光的偏振性教学设计[J].物理与工程，2017，（03）.
[2]王明辉.基于科学探究的“光的偏振”教学过程. [J].物理教师，2019，（08）.
[3]周志扬. 创新实验设计 促进深度学习——以“光的偏振”为例[J]. 物理教师，2019（06）.
作者简介：高玲玲，女，讲师，主要从事物理教学科研工作。
武警警官学院 四川省 成都市 610000