9第十八章 光的偏振作业答案.pdf

第九次作业答案严非男 1 第九次 第十八章光的偏振 第九次 第十八章光的偏振 一一 选择题选择题 A 1 基础训练 基础训练 2 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 5 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 1 3 C 1 4 D 1 5 答 答 自然光 I0通过一偏振片后 透射的偏振光光强恒为 2 0 I 线偏振光 I1通过一偏振片后 透射的偏振 光光强为 2 12 cosII 总透射光为 I 2 0 I 2 1cos I 所以 max1 I II 2 0 0 min I I 2 0 0 依题意 max min I 5 I 解得 0 1 I1 I2 D 2 基础训练 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 A 完全线偏振光且折射角是 30 B 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 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 部分偏振光且折射角是 30 答 答 依题意 入射角为布儒斯特角 B i 60 根据 0 90 B i 得折射角为 00 9030 B i C 3 基础训练基础训练 7 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 在入射面内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 垂直于入射面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 答 答 根据布儒斯特定律可以判断 D 4 自测提高 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 35 3 B 40 9 C 45 D 54 7 E 57 3 答 答 0 B 0 0 54 7i 2ntg 2 sin45 1 nsin90nsinn 得依题意 介 空 介 介空临介 n n iB B 5 自测提高 自测提高 3 一束光强为 I0的自然光 相继通过三个偏振片 P1 P2 P3后 出射光的光强为 I I0 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 第九次作业答案严非男 2 最少要转过的角度是 A 30 B 45 C 60 D 90 答 答 如图 设 P1和 P2的夹角为 则 2202 000 111 coscos 90 sin 2 288 IIII 解得 0 45 所以 P2最少逆时针转过 0 45 即可使出射光的光强 为零 二 填空题填空题 6 基础训练 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 答 答 1 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 2sin 4 90 coscos 20022 02 I II 可见 当 00 29045 时 透射光强最大 是原来光强的 1 4 倍 7 基础训练 基础训练 9 两个偏振片叠放在一起 强度为 I0的自然光垂直入射其上 若通过两个偏振片后的光强 为8 0 I 则此两偏振片的偏振化方向间的夹角 取锐角 是 3 若在两片之间再插入一片偏振 片 其偏振化方向与前后两片的偏振化方向的夹角 取锐角 相等 则通过三个偏振片后的透射光强度为 9I0 32 答 答 1 200 cos 28 II 60 2 220 0 9 cos 30cos 30 232 I II 8 基础训练 基础训练 10 一束自然光从空气投射到玻璃表面上 空气折射率为 1 当折射角为 30O时 反射光 是完全偏振光 则此玻璃板的折射率等于 3 答 答 ntan 90303 9 自测提高 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行平行时 在屏幕上仍能看到很清晰的干 涉条纹 答 答 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 P2 P1 S1 S2 S 1 P 3 P 2 P P2 P1 I0 第九次作业答案严非男 3 P1光振动 300 300 P2 10 自测提高 自测提高 8 如图 18 14 所示 P1 P2为偏振化方向间夹角为 的两个偏振片 光强为 I0的平行自然 光垂直入射到 P1表面上 则通过 P2的光强 I 2 0 1 cos 2 I 若在 P1 P2 之间插入第三个偏振片 P3 则通过 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 答 答 1 光强为 I0的自然光 相继通过两个偏振片 2 0cos 2 1 II 2 如图 2 三 计算题三 计算题 11 基础训练 基础训练 14 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 o 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 画示意图 如图所示 解 画示意图 如图所示 1 0 2 120 2 01 16 3 60cos 4 3 30cosIIIIII oo 2 2 0 1 I I 8 60cos 2 020 2 II I o 12 基础训练 基础训练 18 如图所示的三种透光媒质 其折射率分别为 n1 1 33 n2 1 50 n3 1 两个交界面相互平行 一束自然光自媒质 中 入射 到 与 的交界面上 若反射光为线偏振光 1 求入射角 i 2 媒质 界面上的反射光是不是线偏振光 为什么 解 解 依题意 与 的交界面上 反射光为线偏振光 所以入射角i是布儒斯特角 4 48 128 1 33 1 50 1 an 0 1 2 i n n it 媒质 界面上的入射角为 由布儒斯特定律得 ir 0 90 而 an 1 ot 90 anan 2 3 2 10 n n n n it icitrt 不满足布儒斯特定 律 所以 反射光不是线偏振光 n3 n2 n1 i n1 i n3 n2 图图 18 14 I0 I P1P3P2 1 P 3 P 2 P 2 P 第九次作业答案严非男 4 13 自测提高 自测提高 10 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 解 解 设空气的折射率为 n0 1 水的折射率为 n1 玻璃的折射 率为 n2 依题意 是布儒斯特角和 21 ii 所以 有 0 2 1 2 2 0 1 00 1 0 1 1 69 48 138 1 333 1 517 1 an 88 3690 12 53 333 1 an i n n it iri n n it 由 ABC 的内角和 得 2 2 2 ir 000 2 81 1188 3669 48 ri 14 自测提高 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