現(xiàn)行高中《物理》教材“光學”中幾個值得商榷的問題
2007-01-01 00:00:00曹良騰
物理教學探討 2007年1期
1 點光源的含義
現(xiàn)行高中《物理》(第三冊)P3右面棕色字：“如果光源很小，而它到我們的距離很遠，這時可以把這個光源看做一個能發(fā)光的點，這樣的光源稱為點光源?！蔽覀冋J為這個說法是欠妥的。點光源是光學中的理想模型之一，它的幾何線度不一定很小，可能是很大的發(fā)光體，只要討論與它相距很遠的點，發(fā)光體的大小可以忽略時，該發(fā)光體就可視為點光源。比如一盞發(fā)光的白熾電燈，顯然它不一定很小，但我們研究距白熾燈充分遠處點的照度，就可以把白熾燈視為點光源。
2 楊氏干涉條紋明暗條件的準確表述
上述教材P24說：S1和S2到屏上的任意點P1“如果路程差d正好是半個波長，于是在這里出現(xiàn)暗條紋”，“如果路程差正好等于波長λ，這里出現(xiàn)亮條紋”。
我們認為對屏上任意點P1處的亮暗，上述說法是正確的，但是要作為教科書，使學生獲得完整知識是不全面的。因為在d<δmax(相干長度)條件下，只要d=奇數(shù)個半波長時，P1點皆是暗的；d=偶數(shù)個半波長時，P1點皆是亮的。
另外，需要指出的是：上面所說的路程差，準確說是光程差。
3 關于折射光的偏振態(tài)問題
上述教材P34說：“自然光射到兩種介面上，如果入射的方向合適，使反射光與折射光之間的夾角恰是90°，這時，反射光與折射光都是偏振的，并偏振方向互相垂直?！蓖豁摰膱D20-20還畫出反射光與折射光的光矢量振動方向。下面作具體討論。
如以自然光入射時，當入射角滿足tani10=n21時，反射光為完全偏振光，其光矢量振動與入射面垂直，這時不難推證出折射光垂直于反射光。
從而有cosi10=cos（π/2-i2）→i10+i2=π/2，而i10=i′10→i′10+i2=π/2，即反射光垂直于折射光?，F(xiàn)教材敘述中前面半句話是正確的。但是后面半句話是不正確的，因此時折射光僅為部分偏振光，這是物理學工作者皆熟知的布儒斯特定律所述情況(詳見張三慧《波動與光學》(第二版)第222—223頁或姚啟均《光學教程》(第三版)第313—314頁）。
（欄目編輯羅琬華）
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