19光的偏振习题解答

第十九章光的偏振一选择题1.把两块偏振片一起紧密地放置在一盏灯前，使得后面没有光通过。当把一块偏振片旋转180时会发生何种现象：（）A.光强先增加，然后减小到零B.光强始终为零C.光强先增加后减小，然后又再增加D.光强增加，然后减小到不为零的极小值解：)2π(cos20II,从0增大到2π的过程中I变大；从2π增大到π的过程中I减小到零。故本题答案为A。2.强度为I0的自然光通过两个偏振化方向互相垂直的偏振片后，出射光强度为零。若在这两个偏振片之间再放入另一个偏振片，且其偏振化方向与第一偏振片的偏振化方向夹角为30，则出射光强度为：（）A.0B.3I0/8C.3I0/16D.3I0/32解：0000202032341432)3090(cos30cos2IIII。故本题答案为D。3.振幅为A的线偏振光，垂直入射到一理想偏振片上。若偏振片的偏振化方向与入射偏振光的振动方向夹角为60，则透过偏振片的振幅为：（）A.A/2B.2/3AC.A/4D.3A/4解：0222'60cosAA，2/'AA。故本题答案为A。4.自然光以60的入射角照射到某透明介质表面时，反射光为线偏振光。则（）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：本题答案为B。5.如题图所示，一束光垂直投射于一双折射晶体上，光轴e光波阵面o光波阵面选择题5图晶体的光轴如图所示。下列哪种叙述是正确的？（）Ao光和e光将不分开BnenoCe光偏向左侧Do光为自然光解：本题答案为C。6.某晶片中o光和e光的折射率分别为no和ne（none），若用此晶片做一个半波片，则晶片的厚度应为（光波长为）：（）A/2B/2noC/2neD/2(none)解：本题答案为D7.一束圆偏振光经过四分之一波片后，（）A.仍为圆偏振光B.为线偏振光C.为椭圆偏振光D.为自然光解：本题答案为B。8.一束圆偏振光入射到偏振片上，出射光为：（）A.线偏振光B.圆偏振光C.椭圆偏振光D.自然光解：本题答案为A。二填空题1.强度为I0的自然光，通过偏振化方向互成30角的起偏器与检偏器后，光强度变为。解：3I0/82.自然光以某一角度入射到两种媒质的分界面发生反射和折射时，一般情况下，反射光为偏振光，折射光为偏振光。解：部分；部分3.如题图所示，若用自然光或线偏振光分别以起偏振0ii0i0iii填空题3图角或任意入射角照射到一玻璃表面时，请画出反射光和折射光及其偏振状态。解：反射光和折射光的偏振状态如下图。4.如图所示，一束自然光相继射入介质I和介质Ⅱ，介质I的上下表面平行，当入射角i0=60°时，得到的反射光R1和R2都是振动方向垂直于入射面的完全偏振光，则光线在介质I中的折射角r=___________，介质Ⅱ和I的折射率之比n2/n1=___________。解由题意，入射角i0=60°为起偏角，入射角和反射角满足关系的i0+r090，可知光线在介质I中的折射角r=30°，这又是入射到介质Ⅱ的起偏角，由布儒斯特定律，介质Ⅱ和I0ii0i0iii填空题4图的折射率之比3330tantan012rnn。5.产生双折射现象的原因，是由于晶体对寻常光线与非常光线具有不同的,传播方向改变时，非常光线的传播速度。解：折射率；改变。6.波片可使o光和e光产生相位差。二分之一波片使o光e光产生的相位差为，四分之一波片使o光和e光产生的相位差为。解：；/2。7.圆偏振光可看成两个振动方向互相，相位差为的线偏振光的合成。解：垂直，/2或3/2。8.两振动方向相互垂直的同一频率单色偏振光合成后要形成圆偏振光，这两光线的相位差必须为或，且振幅必须相等。解：/2或3/2。9.两个振动方向互相垂直的线偏振光，若两者相位差为，则两者合成后为偏振光；若两者相位差为/2，且两者振幅相等，则合成后为偏振光。解：线，圆。三计算题1.使自然光通过两个偏振化方向成60的偏振片，透射光强为I1。今在这两个偏振片之间再插入另一个偏振片，它的偏振化方向于前两个偏振片均成30角，则透射光强是多少？解：设自然光经第一偏振片后出射光强为I0，则未插入另一偏振片前透射光强I1=I0cos260=I0/4插入另一偏振片后，从中间偏振片出射光强为I0=I0cos230=3I0/4透射光强I1=I0cos230=3I0/4=9I0/16则I1/I1=9/4I1=9I1/42.有两个偏振片，当它们偏振化方向间的夹角为30时，一束单色自然光穿过它们，出射光强为I1；当它们偏振化方向间的夹角为60时，另一束单色自然光穿过它们，出射光强为I2，且I1=I2。求两束单色自然光的强度之比。解：设两束单色自然光的强度分别为I10和I20，则经过起偏器后光强分别为I10/2和I20/2。经过检偏器后30cos22101II，60cos22202II因为21II，故两束单色自然光的强度之比3160cos30cos222010II3.三块偏振片叠在一起，第二块与第一块的偏振化方向间的夹角为45°，第三块和第二块的偏振化方向间的夹角也为45°。光强为0I的自然光垂直照射到第一块偏振片上。求：（1）通过每一偏振片后的光强；（2）通过第三块偏振片后，光矢量的振动方向。解通过第一偏振片后，自然光变为线偏振光，光强为021I，光矢量的振动方向与第一块偏振片的偏振方向相同。因为第二块偏振片与第一块的偏振化方向间的夹角为45°，故由马吕斯定律，通过第二块偏振片的光强为445cos210020II，光矢量的振动方向与第二块偏振片的偏振方向相同。因为第三块偏振片和第二块的偏振化方向间的夹角也为45°，故通过第三块偏振片的光强为845cos40020II，光矢量的振动方向与第三块偏振片的偏振方向相同。4.水的折射率为1.33，玻璃的折射为1.50。当光由水中射向玻璃而反射时，起偏振角为多少？当光由玻璃射向水而反射时，起偏振角又为多少？解：光由水中射向玻璃而反射时，33.150.1tan1水玻nni，0144.48i；光由玻璃射向水而反射时，50.133.1tan2玻水nni，0256.41i。5.沿光轴方向切下石英晶片，已知ne=1.5533，no=1.5442，为使波长为=500nm的线偏振光通过晶片后变为圆偏振光，则晶片的最小厚度应为多少？解：为使线偏振光通过晶片后成为圆偏振光，最小的晶片厚度应使o光和e光的光程差为四分之一波长，即=（neno）d=/4d=/4(neno)0.014mm。