光的偏振作业答案

1、作业九(第十八章 光的偏振)I选择题A 1、(基础训练2) 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, 然光与线偏振光的光强比值为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(A) 1 / 2 .(B) 1 / 3.(D) 1 / 5.【提示】自然光Io通过一偏振片后，透射的偏振光光强恒为；线偏振光|1通过一偏振片后，透射的偏振光光强为 i2I1COS2 .所以 I max1 1 ；1 min依题意，竝Imin5，解得：D11D 2、(基础训练6)自然光以60的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全 线偏振光，则知折射光为 完全线偏振光且折

2、射角是30 部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为3的介质时，折射角是 30部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角 部分偏振光且折射角是30【提示】依题意，入射角为布儒斯特角iB=60 ,根据iB 90，得折射角为90 iB 30D 3、(自测提高1)某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于45,光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是(A) .(B) .(C) 45.(D) .(E) .【提示】依题意：n介sin临 n 空 sin 90,得n介1 0 、2si n45n介 tgiBn 介、2Ib54.70n空B 4、(自测提高3) 束光强为|0的自然光，相继通过三个偏振片 Pl、

3、R、P3后，出 射光的光强为1= Io / 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， P2最少要转过的角度是(A) 30( B) 45 ( C) 60( D) 90【提示】如图，设出射光的光强为 1 = Io / 8时，Pi和P2的夹角为 自然光Io相继通过三个偏振片后的出射光强为：1 2 2 0 1 2 1I -1 o cos cos (90)-IoS in 2 I。,2 8 845解得： 所以，P2最少逆时针转过45，即可使出射光的光强为零。P3二.填空题5、(基础训练 8)要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90,至少需要让这束光通

4、过 2 块理想偏振片在此情况下，透射光强最大是原来光强的1/4 倍【提示】(1)依题意，入射光的振动方向、P1、P2的相对位置如图所示，可使线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90 。(2)偏振光通过2块偏振片后的透射光强为：.22 /cc0. I 0 . 2 _1210 cos cos (90) sin 2 ,4可见，当290,450时，透射光强最大，是原来光强的1/4倍。6、(自测提高5)如图所示的杨氏双缝干涉装置，若用单色自然光照 射狭缝S,在屏幕上能看到干涉条纹.若在双缝S1和S2的一侧分别加一同质同厚的偏振片 P1、P2,则当P1与P2的偏振化方向相互平彳丁时，在屏幕上仍能看到很清晰的

5、干涉条纹.0 P2【提示】为了看到清晰的条纹，两束光必须满足相干条件：频率相同，振动方向相同，相位 差恒定。为了满足“振动方向相同”，两个偏振片的方向要相互平行。7、(自测提高6)在以下五个图中，前 四个图表示线偏振光入射于两种介质分 界面上，最后一图表示入射光是自然 光.ni、n2为两种介质的折射率，图中 入射角io = arctg (n2/ni),片io.试在图上 画出实际存在的折射光线和反射光线， 并用点或短线把振动方向表示出来.【提示】io是布儒斯特定律角。作图时注意细节。的两个偏振片。光强TIoP1P3P2图 18-148、(自测提高8)如图18-14所示，Pi、P2为偏振化方向间夹

6、角为 为Io的平行自然光垂直入射到Pi表面上，则通过 P2的光强I1 2= I 0 cos 。若在Pl、P2之间插入第二个偏振片 F3,则2通过P2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=/2。(假设题中所涉及的角均为锐角，且设 )。一 1 2 【提示】(1)光强为|0的自然光，相继通过两个偏振片：I I 0 cos2(2)以下三种情况是否都符合题意是否可以统一用一个式子表示大家讨论。P1P3P3 P1/2/2 ( )/2 ( )三.计算题9、(基础训练14)将两个偏振片叠放在一起

7、，此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为60,一束光强为Io的线偏振光垂直入射到偏振片上，该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振 化方向皆成30角。求透过每个偏振片后的光束强度；求透过每个偏振片后的光束强度。若将原入射光束换为强度相同的自然光，求透过每个偏振片后的光束强度.解： 透过第一个偏振片的光强Ii为：li= Io cos230,得：Ii = 3 Io / 4透过第二个偏振片后的光强12为：|2= licos260= 3Io / 16(2)原入射光束换为自然光，则Ii= Io / 2I2= Iicos26o= Io / 8mn 3io、(基础训练i8)如图所示的三种透光媒质i、n、川，其折

8、射率分别为ni = , n2=, n3= i .两个交界面相互平行.一束自 然光自媒质I中入射 到I与n的交界面上，若反射光为线偏振 光，求入射角i.媒质n、川界面上的反射光是不是线偏振光为什么解:(1)依题意，i与n的交界面上，反射光为线偏振光，所以入射角tgi 第需 i.i28,i 48.4o,(2)媒质n、m界面上的入射角为，由布儒斯特定律得:900 i ,1 而 tgr tg(900 i) ctgitginin2n3,不满足布儒斯n2i是布儒斯特角:特定律，所以，反射光不是线偏振光。ii、(自测提高io)有一平面玻璃板放在水中， 与水面夹角为(见图).设水和玻璃的折射率分别为和.已知图

9、中水面的反射光是完全偏振光，欲使玻璃 板面的反射光也是完全偏振光，角应是多大解：设空气的折射率为 n o = i，水的折射率为ni, 璃的折射率为n2板面依题意:和i2是布儒斯特角，tghnii.333,ii53.i2, r 9ooii 36.88notgi2n2ni更 1.138,1.333i248.69o由厶ABC的内角和=n，得(2 r) (2 i2)解得：A，此时l2取极值。2i2 r 48.69 36.88 11.8112、（自测提高12）由两个偏振片（其偏振化方向分别为 Pi和P2） 叠在一起，p1与P2的夹角为。一束线偏振光垂直入射在偏振片上。已知入射光的光矢量振动方向与P2的夹

10、角为A （取锐角），A角保持不变，如图18-19所示。现转动 R,但保持P1与E、P2的图 18-19夹角都不超过 A （即P1夹在E和P2之间）。求 等于何值时出射光强为极值；此极值是极大还是极小 解：设入射光强度为1出射光强为12 I cos2 Acos2由三角函数“积化和差”关系，得1 212 I cos A cos A 2 4出射光强为极值，则:dl2 dI cos A cos(A 2 )sin( A 2 )为了判断此极值是极大还是极小，求二阶导如下:d2I2d 2lA222sin (A 2 ) 2cosA cos(A2 )cos(A 2 )I12cosA 1故此极值是极大值。13、（自测提高13）有三个偏振片堆叠在一起，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