习题九 光的偏振.doc.pdf

习题习题九九 光的偏振光的偏振 院 系 班 级 姓 名 班级个人序号 一 选择题一 选择题 1 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 A 4 0 I2 B I0 4 C I 0 2 D 2I0 2 B 2 两偏振片的偏振化方向成 30 夹角时 自然光的透射光强为 I1 若使两偏振片透振方向间的夹角变为 45 时 同一束自然光的透射光强将变为 I2 则 21 II为 A 1 4 B 2 3 C 3 16 D 3 2 答案 B 解 设入射自然光的光强为 I0 则其通过第一块偏振片后光强减半 为 I0 2 所以 根据马吕斯定律 通过第二 块偏振片的光强为 2 0 1 cos 2 II 依题意 当 1 30 II 2 45 II 即 2 100 13 cos 30 28 III 2 200 11 cos 45 24 III 所以 2 1 2 3 I I 3 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 D A 35 3 B 40 9 C 45 D 54 7 E 57 3 4 ABCD 为一块方解石的一个截面 AB 为垂直于纸面的晶体平面与纸 面的交线 光轴方向在纸面内且与 AB 成一锐角 如图所示 一束平行 的单色自然光垂直于 AB 端面入射 在方解石内折射光分解为 o 光和 e 光 o 光和 e 光的 A 传播方向相同 电场强度的振动方向互相垂直 B 传播方向相同 电场强度的振动方向不互相垂直 C 传播方向不同 电场强度的振动方向互相垂直 D 传播方向不同 电场强度的振动方向不互相垂直 C D A C B 光 轴 5 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 B A 是自然光 B 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面 C 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面 D 是部分偏振光 二 填空题二 填空题 1 自然光以布儒斯特角i0从第一种介质 折射率为n1 入射到第二种介质 折射率为n2 内 则 tg i0 n2 n1 2 一束自然光自空气入射到折射率为 1 40 的液体表面上 若反射光是线偏振的 则折射光的折射 角为 35 5 或 35 32 3 一束平行的自然光 以 60 角入射到平玻璃表面上 若反射光是完全偏振的 则折射光束的折射角为 玻璃的折射率为 答案 30 3 解 此时入射角为起偏振角 根据布儒斯特定律 折射角为 0 9030ri 玻璃的折射率由 2 0 1 tan n i n 得到 210 tan1 tan603nni 4 如右图 如果从一池静水 n 1 33 的表面反射的太阳光是完全偏振的 那么太阳的仰角 大致等于 这反射光 E 矢量的振动方向应与入射面 垂直 平行 答案 37 垂直 解 1 据题意 此时光的入射角为起偏角 按布儒斯特定律得 2 0 1 1 33 arctanarctan53 1 n i n 由图示可知 仰角 0 9037i 2 反射光是完全偏振光 其 E 矢量的振动方向垂直于入射面 5 当光线沿光轴方向入射到双折射晶体上时 不发生 现象 沿光轴方向寻常光和非寻常光的折射率 传播速度 i0 1 2 0 i 答案 1 双折射 2 相等 3 相等 三 计算题三 计算题 1 自然光通过两个偏振化方向成 60 角的偏振片后 透射光的强度为 I1 若在这两个偏振片之间插入另一偏振片 它的偏振化方向与前两个偏振片均成 30 角 则透射光强为多少 用 I1表示 答案 1 9 4 I 解 设入射光的强度为 I0 根据马吕斯定律 自然光通过两个偏振片后 透射光的强度与入射光的强度的关系为 2 100 11 cos 60 28 III 01 8II 根据马吕斯定律 自然光通过三个偏振片后 透射光的强度 22 1001 199 cos 30cos 30 2324 IIII 2 自然光和线偏振光的混合光束通过一偏振片 随着偏振片以光的传播方向为轴转动 透射光的强度也跟着改 变 最强和最弱的光强之比为 6 1 那么入射光中自然光和线偏振光光强之比为多大 答案 2 5 解 设入射光中自然光强度为 I0 线偏振光强度为 0 I 当偏振片透振方向与线偏光振动方向平行时 透射光强度最大 为 max00 1 2 II I 当偏振片透振方向与线偏光振动方向垂直时 透射光强度最小 为 min0 1 2 II 根据题意 max min 6 1 I I 即 00 0 1 6 2 1 1 2 II I 得自然光与线偏振光强度之比为 0 0 2 5 I I 3 水的折射率为 1 33 玻璃的折射率为 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 答案 1 48 4 2 41 6 解 设水和玻璃的折射率分别为 1 n和 2 n 1 当光由水射向玻璃 根据布儒斯特定律 2 1 1 50 tan1 128 1 33 B n i n 起偏角 arctan1 12848 448 26 B i 2 当光由玻璃射向水 根据布儒斯特定律 1 2 1 33 tan0 887 1 50 B n i n 起偏角arctan0 88741 641 34 B i 4 如图 已知某透明媒质对空气全反射的临界角等于 45 设空气和媒质的折射率分别为 1 n和 2 n 求光从空气 射向此媒质时的布儒斯特角 答案 54 7 解 当 21 nn 时有可能发生全反射 已知全反射临界角45 C i 由折射定律 21 sinsin 2 C nin 2 1