光的偏振習(xí)題(附答案) (1).doc

學(xué)習(xí)資料收集于網(wǎng)絡(luò)，僅供參考光的偏振（附答案）一 填空題1. 一束光垂直入射在偏振片P上,以入射光為軸旋轉(zhuǎn)偏振片,觀察通過(guò)偏振片P的光強(qiáng)的變化過(guò)程. 若入射光是自然光或圓偏振光, 則將看到光強(qiáng)不變；若入射光是線偏振光, 則將看到明暗交替變化, 有時(shí)出現(xiàn)全暗；若入射光是部分偏振光或橢圓偏振光, 則將看到明暗交替變化, 但不出現(xiàn)全暗.2. 圓偏振光通過(guò)四分之一波片后, 出射的光一般是線偏振光.3. 要使一束線偏振光通過(guò)偏振片之后振動(dòng)方向轉(zhuǎn)過(guò)90度角,則至少需要讓這束光通過(guò)2塊理想偏振片,在此情況下,透射光強(qiáng)最大是原來(lái)的1/4 倍.4. 兩個(gè)偏振片疊放在一起,強(qiáng)度為I0的自然光垂直入射其上,若通過(guò)兩個(gè)偏振片后的光強(qiáng)為I/8,則此兩偏振片的偏振化方向間的夾角為（取銳角）是60度,若在兩片之間再插入一片偏振片, 其偏振化方向間的夾角（取銳角）相等,則通過(guò)三個(gè)偏振片后的投射光強(qiáng)度為9/32 I0.5. 某種透明媒質(zhì)對(duì)于空氣的臨界角（指全反射）等于450, 則光從空氣射向此媒質(zhì)的布儒斯特角是54.70, 就偏振狀態(tài)來(lái)說(shuō)反射光為完全偏振光, 反射光矢量的振動(dòng)方向垂直入射面, 透射光為部分偏振光.6. 一束自然光從空氣透射到玻璃表面上（空氣折射率為1）, 當(dāng)折射角為300時(shí), 反射光是完全偏振光, 則此玻璃的折射率等于1.732.7. 一束鈉自然黃光(=589.310-9m)自空氣(設(shè)n=1)垂直入射方解石晶片的表面,晶體厚度為0.05 mm, 對(duì)鈉黃光方解石的主折射率n0=1.6584、ne =1.4864, 則o、e兩光透過(guò)晶片后的光程差為 8.6 m, o、e兩光透過(guò)晶片后的相位差為91.7 rad.8. 在楊氏雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中, 若用單色自然光照射狹縫S, 在屏幕上能看到干涉條紋. 若在雙縫S1和 S2后分別加一個(gè)同質(zhì)同厚度的偏振片P1、P2, 則當(dāng)P1與P2的偏振化方向互相平行或接近平行時(shí), 在屏幕上仍能看到清晰的干涉條紋.二 計(jì)算題9. 有一束自然光和線偏振光組成的混合光, 當(dāng)它通過(guò)偏振片時(shí)改變偏振片的取向, 發(fā)現(xiàn)透射光強(qiáng)可以變化7倍. 試求入射光中兩種光的光強(qiáng)度各占總?cè)肷涔鈴?qiáng)的比例.解：設(shè)入射光的光強(qiáng)為, 其中線偏振光的光強(qiáng)為,自然光的光強(qiáng)為.在該光束透過(guò)偏振片后, 其光強(qiáng)由馬呂斯定律可知:當(dāng)a=0時(shí), 透射光的光強(qiáng)最大,當(dāng)a=p/2時(shí), 透射光的光強(qiáng)最小,入射總光強(qiáng)為：10. 如圖所示, 一個(gè)晶體偏振器由兩個(gè)直角棱鏡組成（中間密合）. 其中一個(gè)直角棱鏡由方解石晶體制成, 另一個(gè)直角棱鏡由玻璃制成, 其折射率n等于方解石對(duì)e光的折射率ne. 一束單色自然光垂直入射, 試定性地畫(huà)出折射光線, 并標(biāo)明折射光線光矢量的振動(dòng)方向. (方解石對(duì)o光和e光的主折射率分別為1.658和1.486.) 解：由于玻璃的折射率n等于方解石對(duì)e光的折射率, 因此e光進(jìn)入方解石后傳播方向不變. 而n=neno, 透過(guò)因此o光進(jìn)入方解石后的折射角 vo ,所以e波包圍o波. 由圖可知, 本題中對(duì)于e光仍滿足折射定律 由于 e 光在棱鏡內(nèi)折射線與底邊平行, 入射角 又因?yàn)楣蕂光折射角12. 有三個(gè)偏振片堆疊在一起, 第一塊與第三塊的偏振化方向相互垂直, 第二塊和第一塊的偏振化方向相互平行, 然后第二塊偏 振片以恒定角速度w繞光傳播的方向旋轉(zhuǎn), 如圖所示. 設(shè)入射自然光的光強(qiáng)為I0. 求此自然光通過(guò)這一系統(tǒng)后, 出射光的光強(qiáng).解:經(jīng)過(guò)P1, 光強(qiáng)由I0變?yōu)镮0/2, P2以w轉(zhuǎn)動(dòng), P1, P2的偏振化方向的夾角q=wtP2以w轉(zhuǎn)動(dòng), P2, P3的偏振化方向的夾角b=p/2-wt13. 有一束鈉黃光以50角入射在方解石平板上, 方解石的光軸平行于平板表面且與入射面垂直, 求方解石中兩條折射線的夾角.（對(duì)于鈉黃光no=1.658, ne=1.486）解: 在此題的特殊條件下, 可以用折射定律求出o光, e光折射線方向. 設(shè)i為入射角, 和分別為o光和e光的折射角.由折射定律: , , 14. 如圖所示的各種情況下, 以非偏振光和偏振光入射兩種介質(zhì)的分界面, 圖中i0為起偏角, i試畫(huà)出折射光線和反射光線, 并用點(diǎn)和短線表示他們的偏振狀態(tài).15. 如圖示的三種透光媒質(zhì)I、II、III, 其折射率分別為n1=1.33、n2=1.50、n3=1, 兩個(gè)交界面相互平行, 一束自然光自媒質(zhì)I中入射到I與II的交界面上, 若反射光為線偏振光,（1） 求入射角I;（2） 媒質(zhì)II、III交界面上的反射光是不是線偏振光？為什么？解：（1）由布儒斯特定律：令介質(zhì)II中的折射角為,則此在數(shù)值上等于在II、III界面上的入射角.若II、III界面上的反射光是線偏振光, 則必滿足布儒斯特定律因?yàn)? 故II、III界面上的反射光不是線偏振光.16. 一塊厚0.025mm的方解石晶片, 表面與光軸平行并放置在兩個(gè)正交偏振片之間, 晶片的光軸與兩偏振片的偏振化方向均成45度角. 用白光垂直入射到第一塊偏振片上, 從第二塊偏振片出射的光線中, 缺少了那些波長(zhǎng)的光.(假定no=1.658, ne=1.486為常數(shù)）解：相干相消：缺少的波長(zhǎng)：, 17. 一方解石晶體的表面與其光軸平行, 放在偏振化方向相互正交的偏振片之間, 晶體的光軸與偏振片的偏振化方向成450角. 試求：（1）要使l = 500nm的光不能透過(guò)檢偏器, 則晶片的厚度至少多大？（2）若兩偏振片的偏振化方向平行, 要使l =500nm的光不能透過(guò)檢偏器, 晶片的厚度又為多少？(方解石對(duì)o光和e光的主折射率分別為1.658和1.486.) 解：（1）如圖（a）所示, 要使光不透過(guò)檢偏器, 則通過(guò)檢偏器的兩束光須因干涉而相消, 通過(guò)P2時(shí)兩光的光程差為對(duì)應(yīng)的相位差為:由干涉條件：當(dāng)k=1時(shí), 鏡片厚度最小, 為（2）由圖（b)可知當(dāng)P1, P2平行時(shí), 通過(guò)P2的兩束光沒(méi)有附加相位差p, 當(dāng)k=0時(shí), 此時(shí)晶片厚度最小, 18. 一束平行的線偏振光在真空中的波長(zhǎng)為589nm, 垂直入射到方解石晶體上, 晶體的光軸與表面平行, 如圖所示. 已知方解石晶體對(duì)該單色o光和e光的折射率分別為1.658、1.486, 方解石晶體中尋常光的波長(zhǎng)和非常光的波長(zhǎng)分別等于多少？解：方解石晶體中o光和e光的波長(zhǎng)分別為三 證明與問(wèn)答題19.20. 棵 一棵棵 一棵棵高大的松樹(shù)（證明題）一塊玻璃的折射率為, 一束自然光以角入射到玻璃表面, 求角為多少時(shí)反射光為完全偏振光？證明在下表面反射并經(jīng)上表面透射的光也是完全偏振光.2、給下面的音節(jié)分類。著（著急）友（朋友）情（親情）王（王子）螞（螞蟻）活（生活）外（外面）香（香水）解：根據(jù)布儒斯特定律雨越下越大。 天越來(lái)越黑。他一邊說(shuō)一邊笑。由折射定律：ABAC式的詞語(yǔ)棵 一棵棵 一棵棵高大的松樹(shù)（17）（春曉）（村居）是描寫(xiě)（春天）的古詩(shī)，描寫(xiě)夏天的古詩(shī)有（所見(jiàn)）、（小池）。角滿足布儒斯特定律.“越”的使用21.22. 一（塊）稻田 一（面）隊(duì)旗 一（場(chǎng)）球賽