5光的偏振作业 石永锋

浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋1一、单项选择题1、在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹。若在两缝后放一个偏振片，则［］(A)干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱(B)干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强(C)干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱(D)无干涉条纹双缝的一条缝后放一个偏振片时的光程差为12)]([rernerenrren)1()()1(12浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋2其中xDdr因此形成双缝干涉明条纹的条件为kxDden)1(干涉条纹的间距为dDx即双缝的一条缝后放一个偏振片时干涉条纹的间距不变。由于自然光通过偏振片后光强减半，因此明条纹的亮度减弱。浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋32、一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，测得透射光强度最大值是最小值的6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)2/3(C)3/4(D)2/50nmax2III2nminII62/2/n0nIII520nII浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋43、一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45°角，则穿过两个偏振片后的光强I为［］24)A(0I2)B(0I4)C(0I22)D(0I45cos220II40I浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋54、三个偏振片P1，P2与P3堆叠在一起，P1与P3的偏振化方向相互垂直，P2与P1的偏振化方向间的夹角为60°。强度为I0的自然光垂直入射于偏振片P1，并依次透过偏振片P1，P2与P3，则通过三个偏振片后的光强为［］(A)I0/4(B)3I0/8(C)5I0/16(D)3I0/3260cos30cos2220II3230I浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋65、两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过。当其中一偏振片慢慢转动180°时，透射光强度发生的变化为［］(A)光强单调增加(B)光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零(C)光强先增加，后减小，再增加(D)光强先增加，后又减小至零浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋76、使一光强为I0的平面偏振光先后通过两个偏振片P1和P2。P1和P2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是和90°，则通过这两个偏振片后的光强I是［］20cos21)A(I2sin41)B(20I20sin41)C(I40cos)D(I)90(coscos220II2sin4120I浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋87、一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光［］(A)是自然光(B)是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面(C)是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面(D)是部分偏振光i0121n2n1n0r0r120tannni)90tan(tan00ir0coti0tan1i21nn浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋98、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［］(A)完全线偏振光且折射角是30°(B)部分偏振光且折射角是30°(C)部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射角(D)部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为的介质时，折射角是30°3浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋109、自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是［］(A)垂直于入射面振动的完全线偏振光(B)平行于入射面的振动占优势的部分偏振光(C)在入射面内振动的完全线偏振光(D)垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋1110、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)35.3°(B)40.9°(C)54.7°(D)57.3°n145sin2nni0tan274.540i浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋12二、填空题1、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过两块理想偏振片。在此情况下，透射光强最大是原来光强的（）倍。E1E2E)90(cos212II)90(coscos22I2sin42I当sin22=1时，透射光强最大，其值为4max2II浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋132、一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片的偏振化方向成60°角。已知通过此两偏振片后的光强为I，则入射至第二个偏振片的线偏振光强度为（）。60cos20II60cos20III4浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋143、使光强为I0的自然光依次垂直通过三块偏振片P1，P2和P3。P1与P2的偏振化方向成45°角，P2与P3的偏振化方向成30°角。则透过三块偏振片的光强I为（）。30cos45cos2220II1630I浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋154、光强为I0的自然光垂直通过两个偏振片后，出射光强I=I0/8，则两个偏振片的偏振化方向之间的夹角为（）。200cos28II21cos60浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋165、如果从一池静水（n＝1.33）的表面反射出来的太阳光是线偏振的，那么太阳的仰角（见图）大致等于（）。水阳光仰角33.1tan0i1.530i1.53909.36浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋176、如图所示，一束自然光入射到折射率分别为n1和n2的两种介质的交界面上，发生反射和折射。已知反射光是完全偏振光，那么折射角r的值为（）。rin1n2120tannni120arctannni090ir12arctan90nn浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋187、应用布儒斯特定律可以测介质的折射率。今测得此介质的起偏振角i0＝57.4°，这种物质的折射率为（）。4.57tann56.1浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋198、假设某一介质对于空气的临界角是50°，则光从空气射向此介质时的布儒斯特角是（）。n150sin31.1nni0tan31.15.520i浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋209、当一束自然光以布儒斯特角入射到两种媒质的分界面上时，就偏振状态来说反射光为完全偏振光，其振动方向（）于入射面。这时反射光的振动方向垂直于入射面。浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋2110、在光学各向异性晶体内部有一确定的方向，沿这一方向寻常光和非常光的（）相等，这一方向称为晶体的光轴。晶体的光轴是寻常光和非常光传播速度相等的方向。浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋22三、计算题1、有三个偏振片叠在一起。已知第一个偏振片与第三个偏振片的偏振化方向相互垂直。一束光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，已知通过三个偏振片后的光强为I0/16。求第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向之间的夹角。解：设第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向间的夹角为。透过第一个偏振片后的光强为201II由马吕斯定律得透过第二个偏振片后的光强为202cos2II浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋23透过第三个偏振片的光强为)90(cos223II220sincos2I2sin820I由题意知I3＝I0/16，所以2sin816200II222sin5.22浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋242、将两个偏振片叠放在一起，此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为60°，一束光强为I0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。(1)求透过每个偏振片后的光束强度；(2)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：(1)透过第一个偏振片的光强为30cos201II043I透过第二个偏振片后的光强60cos212II0163I浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋25(2)原入射光束换为自然光，则0121II60cos212II081I浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋263、有一平面玻璃板放在水中，板面与水面夹角为(见图)。设水和玻璃的折射率分别为1.333和1.517。已知图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？CABi2i1ri解：i1和i2均为布儒斯特角，由布儒斯特定律得333.1tan11ni12.531i333.1517.1tan122nni69.482i由图中的几何关系得180)90()90(2irri2浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋27CABi2i1ri由于190ir因此9021ii9069.4812.5381.11浙江理工大学理学院物理系制作：石永锋浙江理工大学科学与艺术学院石永锋284、如图所示，媒质Ⅰ为空气(n1＝1.00)，Ⅱ为玻璃(n2＝1.60)，两个交界面相互平行。一束自然光由媒质Ⅰ中以i角入射。若使Ⅰ、Ⅱ交界面上的反射光为线偏振光，(1)入射角i是多大？(2)图中玻璃上表面处折射角是多大？(3)在图中玻璃板下表面处的反射光是否也是线偏振光？ⅠⅡIir解：(1)12arctannni0.58(2)ir-900.32(3)0.32tantanr625.060.1121nn625.0玻璃板下表面的反射光满足布儒斯特定律，也是线偏振光。