偏振与介质问题：横波证据为何又提出以太难题

本课要解决的问题

光能被偏振说明了什么，又为何让‘波需要什么介质’成为尖锐问题？

这不是先背名词再找用途。我们从一个确切问题出发，逐步抽出能够重复使用的数学结构。学完本课，你应能解释“为什么要这样定义”，并独立完成一个计算或证明。

概念建立

偏振选择振动方向，是横波的重要特征。理想线偏振光通过与其夹角θ的检偏器时满足 Malus 定律 I=I₀cos²θ。经典机械波通常需要介质，光的横波性质曾推动人们设想一种遍布空间、能支撑高速横波的介质。

推导主线

电场振幅在检偏方向的投影为 E=E₀cosθ，强度正比于振幅平方，因此 I/I₀=cos²θ。θ=60°时比例为(1/2)²=1/4。旋转检偏器可把方向结构转成连续强度曲线。

完整例题

若入射偏振光强度80 W/m²，检偏器夹角60°，输出20 W/m²。测量多个角度并拟合 cos²θ，比仅观察明暗两点更能验证模型。

严格边界

偏振支持光具有横向场自由度，但不证明必须存在机械以太。类比是提出模型的工具，不是证据终点；介质模型还必须与光速、天体运动和实验结果相容。

课后闭环

测量0°到90°的透射强度并拟合Malus曲线；比较未偏振光首次通过偏振片与已偏振光通过检偏器的差异。

完成页面中的单选、多选和计算题。计算题要保留中间步骤；多选题漏选或多选均视为没有掌握定义。错误按“对象、运算、条件、推理、计算”标出第一处失误，隔一天遮住答案重做。