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1、精品文档光的偏振（附答案）填空题1. 一束光垂直入射在偏振片P上，以入射光为轴旋转偏振片，观察通过偏振片P 的光强的变化过程.若入射光是自然光或圆偏振光,则将看到光强不变；若 入射光是线偏振光,则将看到明暗交替变化,有时出现全暗；若入射光是音忆 分偏振光或椭圆偏振光,则将看到明暗交替变化，但不出现全暗.2 .圆偏振光通过四分之一波片后,出射的光一般是线偏振光.3 .要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90度角,则至少需要让这束光通过2块理想偏振片,在此情况下,透射光强最大是原来的1/4倍.4 .两个偏振片叠放在一起，强度为Io的自然光垂直入射其上，若通过两个偏振 片后的光强为I/8,则此
2、两偏振片的偏振化方向间的夹角为（取锐角）是 60 度，若在两片之间再插入一片偏振片，其偏振化方向间的夹角（取锐角）相 等，则通过三个偏振片后的投射光强度为 9/32 I o.5 .某种透明媒质对于空气的临界角（指全反射）等于 45,则光从空气射向此 媒质的布儒斯特角是54.7,就偏振状态来说反射光为完全偏振光,反射光 矢量的振动方向垂直入射面,透射光为部分偏振光.6 . 一束自然光从空气透射到玻璃表面上（空气折射率为1）,当折射角为30时，反射光是完全偏振光，则此玻璃的折射率等于1.732.7 . 一束钠自然黄光（居589.3 X10-9m）自空气（设n=1）垂直入射方解石晶片的表面 晶体厚度
3、为0.05 mm,对钠黄光方解石的主折射率 n=1.6584、ne =1.4864, 则。、e两光透过晶片后的光程差为8J 叩,。、e两光透过晶片后的相位 差为 91.7 rad.8 .在杨氏双缝干涉实验中，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S和S2后分别加一个同质同厚度的偏振片P1、P2,则当R与P2的偏振化方向互相平行或接近平行时,在屏幕上仍能看到清晰的干涉 条纹.二.计算题9 .有一束自然光和线偏振光组成的混合光，当它通过偏振片时改变偏振片的取向，发现透射光强可以变化 7倍.试求入射光中两种光的光强度各占总 入射光强的比例.解：设入射光的光强为I。，其中线偏振
4、光的光强为I01，自然光的光强为I02.在该光束透过偏振片后，其光强由马吕斯定律可知：I 101 cos22I02当=0时,透射光的光强最大，1max I 011 I 022当=/2时，透射光的光强最小Imin1I-I 022maxI 11010227I022I 013I 0210欢在下载入射总光强为：I0 I01 I02I013 I 024,1710 . 如图所示，一个晶体偏振器由两个直角棱镜组成（中间密合） .其中一 个直角棱镜由方解石晶体制成，另一个直角棱镜由玻璃制成，其折射率n 等于方解石对e光的折射率ne. 一束单色自然光垂直入射，试定性地画出 折射光线，并标明折射光线光矢量的振动方
5、向.（方解石对。光和e光的主 折射率分别为1.658和1.486.）解：由于玻璃的折射率n等于方解石对e光的折射率，因此e光进入方解石 后传播方向不变.而n=neno,透过因此o光进入方解石后的折射角 v o ,所以e波包围o波.由图可知，本题中对于e光仍满足折射定律sin ine sin e由于e光在棱镜内折射线与底边平行，e 300sinine sin 301.49 0.5 0.745入射角i 48o10又因为 sinino sin。sin osin inosin48o101.660.449故o光折射角26o4012 .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
6、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 绕光传播的方向旋转，如图所示.设入射自然光的光强为I。.求此自然光 通过这一系统后，出射光的光强.解：经过R,光强由I0变为I0/2, P 2以 转动，P 1, P 2的偏振化方向的夹角12I0- cost2P2以转动，P 2, P 3的偏振化方向的夹角=/2- t2 I02,2,I3 I2 cos cos t sin t2I 0 _2 I 02 _ I 0-(2sin tcos t)-sin 2 t 0(1 cos4 t)881613. 有一束钠黄光以50角入射在方解石平板上，方解石的光轴平行于平板表面且与入射面垂直，求方解石中两条折射
7、线的夹角.(对于钠黄光no=1.658, n e=1.486)解：在此题的特殊条件下，可以用折射定律求出。光，e光折射线方向.设i 为入射角,o和e分别为。光和e光的折射角.由折射定律：sin ino sin osin ine sin e, Ao osin o sin i / no0.463, o 27.5o sin e sin i / ne 0.516, e 31.0oooe o 31.027.53.514. 如图所示的各种情况下，以非偏振光和偏振光入射两种介质的分界面图中i。为起偏角，i试画出折射光线和反射光线，并用点和短线表示他们 的偏振状态.面上，若反射光为线偏振光，n2=1.50、I
8、I的交界(1)求入射角I；(2)媒质II、III交界面上的反射光是不是线偏振光？为什么?解：(1)由布儒斯特定律:tgin2/n11.50/1.33i48o26令介质II中的折射角为，则 /2 i 41.56o此 在数值上等于在II、III界面上的入射角.若II、III界面上的反射光是线偏振光，则必满足布儒斯特定律tgi0n3/n21.0/1.5达33.69o因为 io,故II、III界面上的反射光不是线偏振光.16. 一块厚0.025mm的方解石晶片,表面与光轴平行并放置在两个正交偏振 片之间，晶片的光轴与两偏振片的偏振化方向均成 45度角.用白光垂直入 射到第一块偏振片上，从第二块偏振片出
9、射的光线中，缺少了那些波长的 光.（假定 n=1.658, n e=1.486 为常数）解： (none)d2 , (no，）d450相干相消:(2k 1)缺少的波长:(n。ne)dkk 6,7,8,9,10717,614, 538,478, 430nm17. 一方解石晶体的表面与其光轴平行，放在偏振化方向相互正交的偏振片之间，晶体的光轴与偏振片的偏振化方向成 45角.试求：（1）要使=500nm 的光不能透过检偏器，则晶片的厚度至少多大？ （ 2）若两偏振片的偏振化 方向平行，要使二500nm的光不能透过检偏器，晶片的厚度又为多少？（方 解石对o光和e光的主折射率分别为1.658和1.486
10、.）口）（b）解：（1）如图（a）所示，要使光不透过检偏器，则通过检偏器的两束光须因干 涉而相消，通过R时两光的光程差为(n0 ne)d对应的相位差为：2 冗 2Mn0 ne)d冗冗由干涉条件:(2k 1)冗 (k 0,1,2)d2 n0 ne)九(2k 1)冗当k=1时，镜片厚度最小，为d (n ne)5 10 72.9(1.658 1.486)10 6(m)（2）由图（2m0b）可知当Pl, P 2平行时,通过P2的两束光没有附加相位差dne) (2k 1)冗(k 0,1,2.)当k=0时，此时晶片厚度最小，,5 10 7d 2(n ne)2 (1.658 1.486)1.45 10 6(
11、m)18. 一束平行的线偏振光在真空中的波长为589nm,垂直入射到方解石晶体上，晶体的光轴与表面平行，如图所示.已知方解石晶体对该单色。光和e 光的折射率分别为1.658、1.486,方解石晶体中寻常光的波长和非常光的 波长分别等于多少？解：方解石晶体中。光和e光的波长分别为589ono1.658 355.2(nm)589ene1.486 396.4(nm)三.证明与问答题19. （证明题）一块玻璃的折射率为n2 1.55, 一束自然光以8角入射到玻璃表面，求8角为多少时反射光为完全偏振光？证明在下表面反射并经上 表面透射的光也是完全偏振光.解：根据布儒斯特定律tg i。ni,1 n2 Lr。tg 57 10 17 ni由折射定律：n1 sinn2 sin/2./冗、sin sin() cos角满足布儒斯特定律20. （问答题）用自然光源以及起偏器和检偏器各一件，如何鉴别下列三种透明片：偏振片、半波片和1/4波片？答：令自然光先通过起偏器，然后分别通过三种透明片，改变起偏器的透振 方向，观察现象，出现消光的透明片为偏振片，再通过才偏器，改变检偏 器的透振方向，出现消光的透明片为半波片.