第十八章 光的偏振作业答案.doc

姓名 _ 学号 _ 大学物理答题纸 第十二章 第十八章 光的偏振一. 选择题 A 1、（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【提示】自然光I0通过一偏振片后，透射的偏振光光强恒为；线偏振光I1通过一偏振片后，透射的偏振光光强为；所以；依题意，解得： D 2、（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【提示】依题意，入射角为布儒斯特角=60，根据，得折射角为 D 3、（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 【提示】 B 4、（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II0 / 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最少要转过的角度是 （A）30 （B）45 （C）60 （D）90【提示】如图，设出射光的光强为II0 / 8时，P1和P2的夹角为；自然光I0相继通过三个偏振片后的出射光强为：，解得： 二. 填空题5、（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 P2P1I0【提示】（1）依题意，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：，可见，当时，透射光强最大，是原来光强的1/4倍。6、（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 时，在屏幕上仍能看到很清晰的干涉条纹【提示】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。7、（自测提高6）、在以下五个图中，前四个图表示线偏振光入射于两种介质分界面上，最后一图表示入射光是自然光n1、n2为两种介质的折射率，图中入射角i0arctg (n2/n1)，ii0试在图上画出实际存在的折射光线和反射光线，并用点或短线把振动方向表示出来【提示】i0是布儒斯特定律角。作图时注意细节。图18-148、（自测提高8）、如图18-14所示，P1、P2为偏振化方向间夹角为a 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。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q 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a _。（假设题中所涉及的角均为锐角，且设a a）。 【提示】（1）光强为I0的自然光，相继通过两个偏振片： （2）以下三种情况是否都符合题意？是否可以统一用一个式子表示？大家讨论。 三. 计算题9、（基础训练18）、如图18-13所示的三种透光媒质、，其折射率分别为n11.33，n21.50，n31两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：（）依题意，与的交界面上，反射光为线偏振光，所以入射角是布儒斯特角：（）媒质、界面上的入射角为，由布儒斯特定律得：，而不满足布儒斯特定律，所以，反射光不是线偏振光。10、（自测提高10）、有一平面玻璃板放在水中，板面与水面夹角为q (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，q 角应是多大？解：设空气的折射率为n 0 = 1，水的折射率为n1，玻璃的折射率为n2依题意：， 由ABC的内角和=，得11、（自测提高11）、一束自然光由空气入射到某种不透明介质的表面上。今测得不透明介质的起偏角为56，求这种介质的折射率。若把此种介质片放入水（折射率为1.33）中，使自然光束自水中入射到该介质片表面上，求此时的起偏角。解：设此不透明介质的折射率为n，空气的折射率为1由布儒斯特定律可得 ntg 561.483 将此介质片放入水中后，由布儒斯特定律得，此时的起偏角i0满足 tg i0n / 1.331.112 i048.03 (48) 12、（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