例題 如圖1所示,讓太陽光通過M上的小孔S后照射到M后方的一偏振片P上,P的后面再放一光屏Q,現(xiàn)使P繞著平行于光傳播方向的軸勻速轉(zhuǎn)動一周,則關(guān)于光屏Q上光的亮度變化情況,下列說法中正確的是
A.只有當(dāng)偏振片轉(zhuǎn)到某一適當(dāng)位置時(shí)光屏被照亮,其他位置時(shí)光屏上無亮光
B.光屏上亮、暗交替變化
C.光屏上亮度不變
D.光屏上只有一條亮線且隨偏振片轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動
解析 自然光通過一個(gè)偏振片后,變成了偏振光,只有與偏振片透振方向一致的光能通過,因此變暗,由于自然光沿各個(gè)方向振動的光波的強(qiáng)度都相同,當(dāng)轉(zhuǎn)動偏振片時(shí),屏上的亮暗程度不變。應(yīng)該選C選項(xiàng)。
但在做題時(shí),許多同學(xué)選擇了D選項(xiàng)。問其原因,原來是題中的圖使他們誤以為偏振片上有一條縫,光通過以后是一條亮線并隨偏振片轉(zhuǎn)動而轉(zhuǎn)動。
教材上也多采用了這種畫法,使許多學(xué)生產(chǎn)生了誤解。(如圖2所示)
實(shí)際上課本先以機(jī)械波為例使學(xué)生理解橫波的特點(diǎn),然后類比畫了光的偏振的情況。許多教材都采用了這種畫法。所謂的“縫”實(shí)際是指偏振片的透振方向。
對此筆者認(rèn)為,如果改變一下畫法,也許會消除學(xué)生的誤解。例如滬科版教材中采用了圖3的畫法,而大學(xué)《普通物理》課本中的畫法如圖4所示。
即圖上畫的并不是縫,而是表示偏振方向的平行線。這樣,學(xué)生就不會誤以為光是通過縫傳播過去的。如果能附上圖5所示的偏振片的偏振化方向的示意圖,將更有利于學(xué)生的學(xué)習(xí)。
綜上所述,教材中的插圖應(yīng)有利于學(xué)生的理解,盡量不要引起不必要的誤解。
附:偏振片實(shí)驗(yàn)錄像截圖
參考文獻(xiàn):
[1]程守洙、江之永 .《普通物理學(xué)》. 高等教育出版社,1997
[2]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(物理選修3-4). 人民教育出版社,2005
[3]普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)教科書(物理選修3-4). 上??萍冀逃霭嫔?,2005
(欄目編輯羅琬華)