物理学(王铭)光的偏振习题解答ppt课件

1、第第 1 页页第第 2 页页一、选择题一、选择题1. 使一光强为使一光强为I0的平面偏振光先后经过两个偏振片的平面偏振光先后经过两个偏振片P1和和P2 。 P1和和P2的偏振化方向与原入射光光矢的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是量振动方向的夹角分别是和和90，那么经过这两个偏振片后的光强，那么经过这两个偏振片后的光强 I 是是 (A) I0 cos2 /2 (B) 0 (C) I0 sin2(2) /4 (D) I0 sin2() /4 (E) I0 cos4 C利用马吕斯定律逐渐求出光强：利用马吕斯定律逐渐求出光强：I0P1P222022200coscos901cossinsi

2、n (2 )4IIII第第 3 页页一、选择题一、选择题2. 一束光强为一束光强为I0的自然光，相继经过三个偏振片的自然光，相继经过三个偏振片P1、P2和和P3后，出射光的光强为后，出射光的光强为I0/8 。知。知P1和和P3的偏振化方向相互垂直，假设以入射光线为轴，旋转的偏振化方向相互垂直，假设以入射光线为轴，旋转P2 ，要使出射光的光强为零，最少要转，要使出射光的光强为零，最少要转过的角度是过的角度是 (A) 30 (B) 45 (C) 60 (D) 90 。 BP2P3P1220200coscos902sin (2 )8845 ,135IIII利用马吕斯定律逐渐求出光强：利用马吕斯定律逐

3、渐求出光强：第第 4 页页一、选择题一、选择题3. 自然光以自然光以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外表时，反射光为线偏振光，的入射角照射到不知其折射率的某一透明各向同性介质外表时，反射光为线偏振光，那么知那么知 (A) 折射光为线偏振光，折射角为折射光为线偏振光，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。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。折射光为部分偏振光，折射角不能确定。Bn1n2i0反射光为线偏振光反射光为线偏振光 入射角为布儒斯特角入射角为

4、布儒斯特角 折射光为部分偏振光折射光为部分偏振光 折射角折射角 =90-i0=30第第 5 页页一、选择题一、选择题4. 某种透明介质对于空气的临界角某种透明介质对于空气的临界角(指全反射指全反射)等于等于45，光从空气射向此介质的布儒斯特角是，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) 57.3D概念：发生全反射时的临界角。概念：发生全反射时的临界角。再利用布儒斯特定律求解。再利用布儒斯特定律求解。i空气空气(n)透明介质透明介质nsin45sin90nn临界角满足：00tan254.7niin第第 6 页页一、选择题一、选择

5、题5. 一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直经过一偏振片。假设以此入射光束为轴旋转偏一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它垂直经过一偏振片。假设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) 2/3A留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留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：吕斯定律。因此有：00minmax

6、22IIIII0max0min025 212 IIIIIII第第 7 页页二、填充题二、填充题1. 一束自然光从空气投射到玻璃外表上一束自然光从空气投射到玻璃外表上(空气折射率为空气折射率为1)，当折射角为，当折射角为30时，反射光是完全偏振光，时，反射光是完全偏振光，那么此玻璃板的折射率等于那么此玻璃板的折射率等于 。由布儒斯特定律，此时反射光和折射光相互垂直。由布儒斯特定律，此时反射光和折射光相互垂直。1.732tan 90301.7321nn第第 8 页页二、填充题二、填充题2.强度为强度为I0的自然光垂直入射到两个叠放在一同的偏振片上，不思索偏振片的吸收和反射，假设经的自然光垂直入射到

7、两个叠放在一同的偏振片上，不思索偏振片的吸收和反射，假设经过两个偏振片后的光强为过两个偏振片后的光强为I0/8 ，那么此两偏振片的偏振化方向的夹角为，那么此两偏振片的偏振化方向的夹角为 ，假设在两片，假设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。那么经过三个偏振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。那么经过三个偏振片后的透射光强度为后的透射光强度为 。用马吕斯定律，按光的前进方向逐渐计算。用马吕斯定律，按光的前进方向逐渐计算。9I0/32 或或 I0/3260200cos 6028III22009(1) cos 30 cos 30232I

8、II1P2P3P1P2P3P22001(2) cos 60 cos 60232III第第 9 页页二、填充题二、填充题3. 如图，如图，P1、P2为偏振化方向夹角为为偏振化方向夹角为 的两个偏振片。光强为的两个偏振片。光强为I0的平行自然光垂直入射到外表上，的平行自然光垂直入射到外表上，那么经过的光强那么经过的光强I ，假设在，假设在P1与与P2之间插入第三个偏振片之间插入第三个偏振片P3 ，那么经过的光强发生，那么经过的光强发生了变化。实验发现，以光线为轴旋转了变化。实验发现，以光线为轴旋转P2 ，使其偏振化方向旋转一角度，使其偏振化方向旋转一角度后，发生消光景象，后，发生消光景象，从而可以

9、推算出从而可以推算出P3的偏振化方向与的偏振化方向与P1的偏振化方向之间的夹角的偏振化方向之间的夹角= 。(假设题中所假设题中所涉及的角均为锐角，且设涉及的角均为锐角，且设)3P1P2PI0II0cos2/2P1P2 P3P2 +/2画图，直接用画图，直接用马吕斯定律和马吕斯定律和角度关系求出。角度关系求出。第第 10 页页二、填充题二、填充题4. 一束自然光自空气入射到折射率为一束自然光自空气入射到折射率为1.40的液体外表上，假设反射光是完全偏振的，那么折射光的的液体外表上，假设反射光是完全偏振的，那么折射光的折射角为折射角为 。用布儒斯特定律计算。用布儒斯特定律计算。54.4600tan

10、1.4 54.46ii第第 11 页页二、填充题二、填充题5. 画出以下各图中的反射和折射光线的偏振情况，其中画出以下各图中的反射和折射光线的偏振情况，其中i0 为起偏角。为起偏角。0i0i0iiii第第 12 页页三、计算题三、计算题1. 有一平面玻璃板放在水中，板面与水面夹角为有一平面玻璃板放在水中，板面与水面夹角为(见图见图)。设水和玻璃的折射率分别为。设水和玻璃的折射率分别为1.333和和1.517。欲使图中水面和玻璃板面的反射光都是完全偏振光，。欲使图中水面和玻璃板面的反射光都是完全偏振光， 角应是多大？角应是多大？此题中思索不同介质外表反射时此题中思索不同介质外表反射时的布儒斯特角

11、问题。的布儒斯特角问题。2i1iCBA1n2n11102221tan 53.21tan 48.69niinniin222122(90).11.81iiii注意到：第第 13 页页画表示图。逐渐求解。画表示图。逐渐求解。四、证明题四、证明题1. 有三个偏振片堆叠在一同，第一块与第三块的偏振化方向相互垂直，第二块和第一块的偏振有三个偏振片堆叠在一同，第一块与第三块的偏振化方向相互垂直，第二块和第一块的偏振化方向相互平行，然后第二块偏振片以恒定角速度化方向相互平行，然后第二块偏振片以恒定角速度绕光传播方向旋转，如下图。设入射自然绕光传播方向旋转，如下图。设入射自然光的光强为光的光强为I0。试证明：此自然光经过这一系统后，出射光的光强为。试证明：此自然光经过这一系统后，出射光的光强为 。 tII4cos116100I自 然 光1P2P3PIP3P1P2t22022002000coscos22cossin21cos(2)1 cos(2)2221cos(4)1 cos (2)11 cos488216IIttIttIttIIIttt第第 14 页页四、证明题四、证明题2. 图中的透光介质图中的透光介质、，构成的两个交界面相互平行。一束自然光由，构成的两个交界面相互平行。一束自然光由中入射。试证明：中入射。试证明：假设假设i为起偏角，那么为起偏角，那么、交界面上的反射光为完全偏振光。交界