物理学王铭光的偏振习题解答.ppt

第 * 页 光的偏振 习题解答 一、选择题 1. 使一光强为I0的平面偏振光先后通过两个偏振片P1和P2 。 P1和P2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是?和90°，则通过这两个偏振片后的光强 I 是[ ] (A) I0 cos2? /2 (B) 0 (C) I0 sin2(2?) /4 (D) I0 sin2(?) /4 (E) I0 cos4? 解 C 利用马吕斯定律逐步求出光强： I0 P1 P2 α 一、选择题 2. 一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2和P3后，出射光的光强为I0/8 。已知P1和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转P2 ，要使出射光的光强为零，最少要转过的角度是[ ] (A) 30° (B) 45° (C) 60° (D) 90° 。 解 B P2 P3 α P1 利用马吕斯定律逐步求出光强： 一、选择题 3. 自然光以60°的入射角照射到不知其折射率的某一透明各向同性介质表面时，反射光为线偏振光，则知 [ ] (A) 折射光为线偏振光，折射角为30°。 (B) 折射光为部分偏振光，折射角为30°。 (C) 折射光为线偏振光，折射角不能确定。 (D) 折射光为部分偏振光，折射角不能确定。 解 B n1 n2 i0 γ 反射光为线偏振光 ?入射角为布儒斯特角 ? 折射光为部分偏振光 ? 折射角 ?=90-i0=30° 一、选择题 4. 某种透明介质对于空气的临界角(指全反射)等于45°，光从空气射向此介质的布儒斯特角是[ ] (A) 35.3° (B) 40.9° (C) 45° (D) 54.7° (E) 57.3° 解 D 概念：发生全反射时的临界角。 再利用布儒斯特定律求解。 空气(n) 透明介质（n’） 一、选择题 5. 一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直通过一偏振片。若以此入射光束为轴旋转偏振片，测得透射光强度最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为[ ] (A) 1/2 (B) 1/5 (C) 1/3 (D) 2/3 解 A 注意到自然光透过偏振片时，光强变为一半；线偏振光透过偏振片时的光强服从马吕斯定律。因此有： 二、填充题 1. 一束自然光从空气投射到玻璃表面上(空气折射率为1)，当折射角为30°时，反射光是完全偏振光，则此玻璃板的折射率等于 。 解 由布儒斯特定律，此时反射光和折射光相互垂直。 1.732 二、填充题 2.强度为I0的自然光垂直入射到两个叠放在一起的偏振片上，不考虑偏振片的吸收和反射，若通过两个偏振片后的光强为I0/8 ，则此两偏振片的偏振化方向的夹角为 ，若在两片之间再插入一片偏振片，其偏振化方向与前后两偏振化方向的夹角相等。则通过三个偏振片后的透射光强度为 。 解 用马吕斯定律，按光的前进方向逐步计算。 9I0/32 或 I0/32 60° 二、填充题 3. 如图，P1、P2为偏振化方向夹角为? 的两个偏振片。光强为I0的平行自然光垂直入射到表面上，则通过的光强I ＝ ，若在P1与P2之间插入第三个偏振片P3 ，则通过的光强发生了变化。实验发现，以光线为轴旋转P2 ，使其偏振化方向旋转一角度?后，发生消光现象，从而可以推算出P3的偏振化方向与P1的偏振化方向之间的夹角??= 。(假设题中所涉及的角均为锐角，且设???) 解 I0cos2?/2 P1 P2 ? P3 ?? P2 ? ?+???/2 画图，直接用 马吕斯定律和 角度关系求出。 二、填充题 4. 一束自然光自空气入射到折射率为1.40的液体表面上，若反射光是完全偏振的，则折射光的折射角为 。 解 用布儒斯特定律计算。 54.46° 二、填充题 5. 画出下列各图中的反射和折射光线的偏振情况，其中i0 为起偏角。 解