光的偏振习题答案

1、第十四章 光的偏振和晶体光学1. 一束自然光以30度角入射到玻璃-空气界面，玻璃的折射率，试计算（1）反射光的偏振度；（2）玻璃-空气界面的布儒斯特角；（3）以布儒斯特角入射时透射光的偏振度。解：光由玻璃到空气， 注：若2. 自然光以布儒斯特角入射到由10片玻璃片叠成的玻片堆上，试计算透射光的偏振度。 解：每片玻璃两次反射，故10片玻璃透射率 而，令，则3. 选用折射率为2.38的硫化锌和折射率为1.38的氟化镁作镀膜材料，制作用于氟氖激光（）的偏振分光镜。试问（1）分光镜的折射率应为多少？（2）膜层的厚度应为多少？ 解：（1） （起偏要求） （2）满足干涉加强， 则 而，4. 线偏振光垂直入

2、射到一块光轴平行于界面的方解石晶体上，若光矢量的方向与警惕主截面成（1）30度（2）45度（3）60度的夹角，求光和光从晶体透射出来后的强度比？解：垂直入射，S波与p波分阶 o光此时对应s波 ，e光此时对应p波 ，取，则（1）（2）（3）5. 方解石晶片的厚度，晶片的光轴与表面成60度角，当波长的氦氖激光垂直入射晶片时（见图14-64），求（1）晶片内、光线的夹角；（2）光和光的振动方向；（3）、光通过晶片后的相位差。eo光轴第五题解图光轴图14-64 习题5图解：垂直入射，o光、e光波失都延法线方向，而e光光线方向取，（适合nm）e光折射角，此即与o光分离角e光折射率时， 则6. 一束汞绿光

3、以60角入射到KDP晶体表面，晶体的，若光轴与晶体表面平行切垂直于入射面，试求晶体中光与光的夹角。 oe 解：先求波矢方向由于光轴与入射面垂直，故与波矢垂直，所以光线与波矢同向，即o光与e光的夹角7. 图14-69中并列放有两组偏振片，偏振片A透光轴沿铅直方向，偏振片B透光轴与铅直方向成方向。（1）若垂直偏振光从左边入射，求输出光强；（2）若垂直偏振光从右边入射，又为多少？设入射光强为ABBAI0I0图14-69 习题11 图解：（1）左边入射，入射光偏光方向与A光透光轴相同，故最后出射光强 （2）右边入射8图14-69中并列放有两组偏振片，偏振片A透光轴沿铅直方向，偏振片B透光轴与铅直方向成

4、方向。（1）若垂直偏振光从左边入射，求输出光强；（2）若垂直偏振光从右边入射，又为多少？设入射光强为ABBAI0I0图14-69 习题11 图解：（1）左边入射，入射光偏光方向与A光透光轴相同，故最后出射光强 （2）右边入射9电气石对光的吸收系数为，对光的吸收系数为，将它作成偏振片。当自然光入射时，若要得到偏振度为的透射光，问偏振片需要做成多厚？解：记，则 故10？11. 一束线偏振的钠黄光（）垂直通过一块厚度为的石英晶片。晶片折射率为，光轴沿方向（见图14-71），试对于以下三种情况，决定出射光的偏振态。（1） 入射线偏振光的振动方向与轴成角；（2） 入射线偏振光的振动方向与轴成角；（3）

5、入射线偏振光的振动方向与轴成角。解： y分量超前，右旋圆偏振为左旋圆偏振右旋椭圆偏振12设计一个产生椭圆偏振光的装置，使椭圆的长轴方向在竖直方向，且长短轴之比为2：1。详细说明各元件的位置与方位。xy解：设起偏器与x轴的夹角为13通过检偏器观察一束椭圆偏振光，其强度随着检偏器的旋转而改变。当检偏器在某一位置时，强度为极小，此时在检偏器前插入一块片，转动片使它的快轴平行于检偏器的透光轴，再把检偏器沿顺时针方向转过就完全消光。试问（1）该椭圆偏振光是左旋还是右旋？（2）椭圆的长短轴之比？yx解：波片使y分量相位延迟，经波片后为线偏光，其振动方向为逆时针转（检偏器顺时针转消光），光矢量在一、三象限，

6、y分量与x分量同相，说明原椭圆偏光y分量超前，故为右旋。波片只产生相位延迟，不改变振幅大小，14为了决定一束圆偏振光的旋转方向，可将片置于检偏器之前，再将后者转至消光位置。此时片快轴的方位是这样的；须将它沿着逆时针方向转45才能与检偏器的透光轴重合。问该圆偏振光是右旋还是左旋？yx解：圆偏光经波片后变为线偏光，消光方向为逆时针转，说明线偏光为顺时转，即光矢量在二、四象限，y分量与x分量有的相位差，使y分量落后，故原圆偏光y分量落后，为右旋。15导出长、短轴之比为2：1，且长轴沿左旋和右旋椭圆偏振光的琼斯矢量，并计算这两个偏振光叠加的结果。解：左旋，右旋 两者相加，即沿x方向的线偏光16为测量波

7、片的相位延迟角，采用图14-72所示的实验装置：使一束自然光相继通过起偏器、待测波片、和起偏器。当起偏器的透光轴和片的快轴沿轴，待测波片的快轴与轴成45角时，从片透出的是线偏振光，用检偏器确定它的振动方向便可得到待测波片的相位延迟角。试用琼斯计算法说明这一测量原理。起偏器快快慢慢检偏器yx待测波片图14-72 习题19图yx解：待测波片后，波片后 y分量与x分量位相差为0，故为线偏振，偏振方向与x夹角17. 将一块片插入两个前后放置的偏振器之间，波片的光轴与两偏振器透光轴的夹角分别为和，求光强为I的自然光通过这一系统的强度是多少？（不考虑系统的吸收和反射损失）解：设波片（快慢轴为x , y）光

8、轴为x，光通过波片后再经检偏器后因 又因，故输出18一块厚度为0.05的方解石波片放在两个正交的线偏振器中间，波片的光轴方向与两线偏振器透光轴的夹角为45。问在可见光范围内哪些波长的光不能透过这一系统。xyy解：正交偏振器透光轴分别为x , y，方解石光轴为，令，则光过波片后 经检偏器后 要使，则（m为整数） 即不透的光波长可见光波长范围380nm780nm，即m最大23，最小11m 11 12 13 14 15 16 （nm） 781.8 716.7 661.5 614.3 573.3 537.5 17 18 19 20 21 22 23505.9 477.8 452.6 430 409.5 390.9 373.919. 在两个正交偏振器之间插入一块片，强度为I的单色光通过这一系统。如果将波片绕光的传播方向旋转一周，问（1）将看到几个光强的极大和极小值？相应的波片方位及光强数值；（2）用片和全波片替代片，如何？解：设波片快慢轴为x , y，则光透过波片后xy再经检偏器后而（入射光为自然光）（1） 用波片，波片转一圈，即由0到2，当时，取最大，当时，最小（2） 用波片