光的偏振与应用实例试题及答案

光的偏振与应用实例试题及答案姓名：____________________

一、单项选择题（每题1分，共20分）

1.光的偏振现象是由于光的（）

A.波动性

B.直进性

C.干涉性

D.衰减性

2.偏振片能产生偏振光的原因是（）

A.光的反射

B.光的折射

C.光的干涉

D.光的衍射

3.偏振光通过偏振片时，若偏振片与偏振光振动方向垂直，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

4.下列哪种现象与光的偏振无关？（）

A.镜子中的倒影

B.液晶显示

C.防水眼镜

D.彩虹

5.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为90°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

6.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为45°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

7.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为30°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

8.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为60°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

9.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为75°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

10.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为80°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

11.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为85°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

12.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为90°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

13.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为95°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

14.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为100°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

15.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为105°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

16.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为110°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

17.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为115°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

18.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为120°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

19.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为125°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

20.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为130°，则（）

A.光强不变

B.光强减弱

C.光强增强

D.光强变为零

二、多项选择题（每题3分，共15分）

1.下列哪些现象与光的偏振有关？（）

A.镜子中的倒影

B.液晶显示

C.防水眼镜

D.彩虹

2.偏振光在传播过程中，下列哪些性质会发生改变？（）

A.光强

B.波长

C.频率

D.速度

3.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为60°，则（）

A.光强减弱

B.光强增强

C.光强不变

D.光强变为零

4.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为90°，则（）

A.光强减弱

B.光强增强

C.光强不变

D.光强变为零

5.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为45°，则（）

A.光强减弱

B.光强增强

C.光强不变

D.光强变为零

三、判断题（每题2分，共10分）

1.光的偏振现象是由于光的波动性。（）

2.偏振片能产生偏振光的原因是光的干涉。（）

3.偏振光通过偏振片时，若偏振片与偏振光振动方向垂直，则光强减弱。（）

4.下列哪种现象与光的偏振无关？彩虹。（）

5.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为90°，则光强变为零。（）

6.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为45°，则光强增强。（）

7.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为30°，则光强减弱。（）

8.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为60°，则光强增强。（）

9.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为75°，则光强减弱。（）

10.偏振光通过两个偏振片时，若两个偏振片的夹角为80°，则光强增强。（）

四、简答题（每题10分，共25分）

1.简述光的偏振现象的产生原理。

答案：光的偏振现象是由于光波的振动方向被限制在某一特定方向上，即光波只在某一方向上振动。这种现象的产生通常是由于光波通过某些特殊介质，如晶体、液晶等，或者通过反射、折射等过程。

2.解释偏振片的工作原理。

答案：偏振片是一种能够选择性地透过某一方向振动的光波而阻挡其他方向振动的材料。其工作原理是利用偏振片中的分子结构，使得只有与分子振动方向一致的偏振光能够通过，而其他方向的偏振光则被吸收或反射。

3.举例说明光的偏振在生活中的应用。

答案：光的偏振在生活中有许多应用，以下是一些例子：

-液晶显示技术：液晶分子在电场作用下改变其排列，从而控制光的偏振方向，实现图像显示。

-防水眼镜：偏振片可以过滤掉水面反射的光线，减少眩光，提高视线清晰度。

-相机快门：偏振片可以用来减少或消除反射光，提高照片的对比度和清晰度。

-光学干涉：偏振光在干涉实验中被用来观察干涉条纹，从而研究光的干涉现象。

五、实验题（每题15分，共30分）

题目：设计一个简单的实验来观察光的偏振现象。

答案：实验名称：观察光的偏振现象

实验目的：通过实验观察光的偏振现象，验证偏振片对光偏振方向的选择性。

实验原理：光的偏振现象是由于光波的振动方向被限制在某一特定方向上。偏振片能够选择性地透过某一方向振动的光波，而阻挡其他方向的振动光波。

实验器材：

1.激光笔

2.偏振片

3.激光发射器

4.激光接收器

5.光屏

6.固定架

实验步骤：

1.将激光发射器固定在固定架上，调整激光笔使激光束平行于光屏。

2.在激光束的路径上放置一个偏振片，使激光束通过偏振片。

3.观察光屏上的光斑，调整偏振片的旋转角度。

4.当偏振片的旋转角度与激光束的偏振方向一致时，光斑亮度最大。

5.当偏振片的旋转角度与激光束的偏振方向垂直时，光斑亮度最小，甚至消失。

6.重复步骤3至5，观察光斑亮度的变化，记录数据。

实验结果与分析：

根据实验观察到的光斑亮度变化，可以得出以下结论：

1.偏振片对光的偏振方向具有选择性。

2.当偏振片的旋转角度与激光束的偏振方向一致时，光强最大。

3.当偏振片的旋转角度与激光束的偏振方向垂直时，光强最小。

实验总结：

五、论述题

题目：光的偏振现象在光学技术中的应用及其重要性。

答案：光的偏振现象在光学技术中扮演着重要的角色，其应用广泛且对光学技术的发展具有深远的影响。

首先，在液晶显示技术中，偏振光的利用是核心部分。液晶分子可以根据外加电压的变化改变其排列方向，从而改变通过偏振片的光的偏振状态。这种变化被用来控制显示器的亮度和颜色，实现图像的显示。偏振光的应用使得液晶显示器具有轻薄、低功耗等优点，是现代电子设备中不可或缺的技术。

其次，在光学仪器中，偏振光的应用同样至关重要。例如，在显微镜和望远镜中，偏振光可以用来减少或消除由反射和散射引起的杂光，从而提高图像的清晰度和对比度。在摄影中，偏振片可以用来减少水面、玻璃和其他非金属表面的反射光，使得照片更加真实。

在科学研究领域，光的偏振现象也是不可或缺的。在光学干涉实验中，偏振光被用来产生干涉条纹，这些条纹的分布可以用来研究物质的折射率、厚度等物理性质。在量子光学中，偏振光的精确控制是实现量子纠缠和量子通信等前沿技术的基础。

此外，偏振光在工业检测和材料分析中也有应用。例如，偏振光可以用来检测材料中的应力、缺陷等，这对于确保产品的质量和安全性至关重要。

1.提高光学仪器的性能，如显微镜、望远镜等。

2.实现液晶显示等现代电子设备的功能。

3.促进科学研究和技术创新，如量子光学、材料科学等。

4.在工业生产中确保产品质量和安全。

因此，深入研究光的偏振现象及其应用，对于推动光学技术的发展具有重要意义。

试卷答案如下：

一、单项选择题（每题1分，共20分）

1.A

解析思路：光的偏振现象与光的波动性有关，光的波动性是光偏振现象的基础。

2.B

解析思路：偏振片通过折射作用，只允许与偏振片分子振动方向一致的偏振光通过。

3.D

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，无法透过，光强变为零。

4.A

解析思路：镜子中的倒影是光的反射现象，与光的偏振无关。

5.D

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强变为零。

6.A

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强变为零。

7.B

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强减弱。

8.C

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强减弱。

9.B

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强减弱。

10.C

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强减弱。

11.A

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强减弱。

12.D

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强变为零。

13.B

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强减弱。

14.C

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强减弱。

15.A

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强减弱。

16.D

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强变为零。

17.B

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强减弱。

18.C

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强减弱。

19.A

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强减弱。

20.D

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强变为零。

二、多项选择题（每题3分，共15分）

1.BCD

解析思路：液晶显示、防水眼镜和相机快门都与光的偏振有关。

2.AC

解析思路：光的波长、频率和速度在偏振过程中不会改变。

3.B

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强减弱。

4.D

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强变为零。

5.B

解析思路：偏振片与偏振光振动方向垂直时，光强减弱。

三、判断题（每题2分，共10分）

1.√

解析思路：光的偏振现象是由于光的波动性。

2.×

解析思路：偏振片能产生偏振光的原因是光的折射