怎样利用波片将一个圆偏振光变成线偏振光答使圆偏振光通过

1、1怎样利用波片将一个圆偏振光变成线偏振光？答 使圆偏振光通过一块1/4波片，就能变成振动面与波片光轴成450角的线偏振光.圆偏振光可以分解成振动面沿波片光轴方向和垂直于光轴方向的两互相垂直的线偏振光，在波片的前外表，二者有土 p/2相位差，过1/4波片后，又有了土 p/2的相位延迟量，所以，这两 互相垂直的线偏振光过波片后相位差非零即p，合成光仍为线偏振光.2、用怎样的措施获得圆偏振光？答 让自然光通过起偏镜，得到振动方向平行于起偏镜透振方向的线偏振光再让线偏振光通过一块/4波片，波片晶轴z与线偏振光振动方向成 450角，自1/4波片出射的就是圆偏 振光.选取1/4波片使分解的o光和e光有土

2、p/2的相位差，光轴z与入射线偏振光振动方 向450的夹角，可使分解的 o光和e光有相等振幅.3、有四束光，它们的偏振态分别是：线偏振光、圆偏振光、椭圆偏振光和自然光，怎样鉴别它们？答：用一块检偏振器分别对四束光迎光旋转检验，当检偏振器旋转一周，发现出射光强两个方位最大，两个方位为零时，该光就是线偏振光；出射光强两个方位最大，两个方位变小时，该光即是椭圆偏振光；当出射光强不变时为圆偏振光和自然光.然后再区别圆偏振光和自然光.将这两束光分别通过1/4波片.通过1/4波片后，自然光还是自然光，用旋转的检偏振 器检验，仍然光强不变；而圆偏振光通过1/4波片后变为线偏振光，用检偏振器检验，出现两次最大

3、，两次零光强.4、实验室中有三块偏振器件 ，偏振片、入/2波片和入/4波片，其中入/2波片和入/4波 片外形完全相同，但未标明记号.现在有一盏与之相应的钠光灯 ，试问用什么方法和怎样的步骤能将它们识别出来，并标明它们的特征方向即透振或晶轴方向.答：用实验室中的光滑桌面或玻璃板面反射钠光，透过三块未知的偏振器件观看反射的 钠光，在此过程中，一边旋转偏振器件， 一边改变反射光方向，三块偏振器件中必有一块出 现"两明两零"的现象，它就是偏振片.此时，钠光的入射角就是布儒斯特角，反射光是振动面垂直于入射面的线偏振光.另两块是波片，无论怎样旋转它，无论怎样改变反射光线的方向，光强都不

4、发生变化.现在有了一块偏振片，还有振动方向的线偏振光.将两块波片分别迎着线偏振光旋转，用偏振片检验出射光强的变化. 如果不管在什么方位， 总是出现"两明两零"的现象， 这块 波片一定是1/ 2波片，因为线偏振光经过1/ 2波片后仍然是线偏振光. 而线偏振光通过1/4 波片，仅在线偏振光的振动方向平行 或垂直1/4波片晶轴的情况下，才会出射线偏振光.在 线偏振光振动方向与晶轴成 450角时，出射圆偏振光，一般情况下出射椭圆偏振光.5、 一束自然光通过偏振片后再通过入/4波片射到反射镜上，欲使反射光不能透过偏振片， 波片的快慢轴与偏振片的透振方向应该成多大角度？为什么？答：如下

5、图，欲使反射回来的光不能通过P片，光的偏振态必需是线偏振光，且振动面垂直于P片的透振方向.将偏振片的透振方向与波片C的快慢轴成 450角放置，自然光过偏振片后，所成的线偏振光振动面与波片快轴也成450角因此，线偏振光过入/4波片后成为圆偏振光假设所成的圆偏振光是右旋的如图b,那么波片快轴沿竖直方向，光过波片后，竖直方向的振动超前水平方向振动 p/2 右旋圆经反射镜反射后将变为左旋圆，迎着反射光看，竖直方向振动落后水平方向振动 p/2 左旋圆偏振经过波片后，水平振动与竖直振动同相位，合成的线偏 振光与入射光振动方向垂直，因此不能再次通过偏振片了.假设波片快轴沿水平方向，也有同样结果。6、为了确定

6、一束圆偏振光的旋转方向， 可将入/4波片置于检偏镜之前， 再将两个偏振器件 旋转到消光位置.这时发现 入/4波片的快轴的方位是这样的：它须沿着逆时针方向转45度才能与检偏器的透光方向重合问该偏振光是右旋的还是左旋的？答：圆偏振光经过1/4波片后变为线偏振光问图a:C只有线偏振光振动方向与检偏镜透振方向垂直时才会有消光现象.又因快轴逆时针旋转 450与检偏镜透振方向重合，所以线偏振光振动方向、检偏镜透振方向及快轴方向应如问答题6.6解图b所示以波片快轴为为 y轴，慢轴为x轴，那么线偏振光是由同相位的o光和e光合成光在波片中传播时，快轴方向的振动相位增加了p/2，那么，光在波片前外表时，慢轴方向的

7、振动要比快轴方向的振动相位超前p/2 .因此，在波片前面，光的偏振态应是左旋圆.7、在紫外光光谱仪中，选择透紫外光的石英晶体作棱镜材料石英晶体按图a 方式切成棱镜，为的是使光在棱镜里沿着晶轴进行.但是这样谱线还是发生小分叉.这个分叉可用考纽棱镜来消除，考纽棱镜是由两个半块右旋和左旋石英构成见图b.试解释这个现象及考纽棱镜的作用.AJl(a)答：当紫外光进入图a所示的棱镜中时，由于旋光性，分解出的左旋圆和右旋圆折射率 不同，会发生双折射，因而光线会分叉如果用图b的考纽棱镜，左半局部的右旋石英所生的双折射，会被右半局部左旋石英所抵消如下列图示8、试举一透射光强大于入射光强的具体例子？答：当内反射时

8、，折射光束横截面比入射光束横截面小，因此在透射光能流小于入射光流时，可能有透射光光强大于入射光光强的情况.例如 代入菲涅耳公式，得_ J'j- ' - _ -' 一 V '''光强透射比大于因此看不到自己的像而观察湖对岸的山、树以及建筑 是观察外反射、 掠入射的光，此时光能量几乎全部反射到人眼中来，看到的景物清晰明9、在平静水面湖边洗脸时，我们很难看到自己对水面的反射像但是站在平静水面的湖边 看湖对岸的山、树以及建筑物的水中倒影却十清楚亮，试解释之 答：因为在湖边洗脸时，观察的是垂直入射、外反射的光，在空气与水界面上，由菲耳公式 可知，这种情况下

9、反射光能量很小， 物， 亮。如何测量一块形状不规那么的，外外表毛糙的固体光学介质对于某种准单色可见光的折射将待测光学介质放入某种折射率可调的液体中，用单色光光源照明假设光学介质的折射那么界面没有光能量反射，因此我们无法看到介质的存在.设法调bbe折射仪测得液体的折射率，即为固体光学10、 率？ 答： 率与透明液体的折率相同， 透明液体的折射率，直至界面消失为止，用A 介质的折射率.假设用白光照射会看到什么情景呢？首先要说明的是世界上不存在对可见光有相同色散曲 线即折射率n随波长I变化的曲线的不同介质，所以固体和液体对某一波长可以有相同 的折射率，但对其他波长却不可能再有相同的折射率.这样对白光

10、中的其他波长能流就会有些反射，使人们见到与某一波长互补颜色的固体块。11、光束由空气射向玻璃，什么情况下光能全部透射？什么情况下光能全部反射？答：当入射光束是线偏振光，振动面与入射面平行，并且以布儒斯特角入射时，光能全部透 过；当入射光以接近 900的角入射，即掠入射时，光能量全部反射12、在实验室里，偏振片的透振方向常常没有标出，用什么简单方法可以将它鉴别出来？答：在实验室中，选择一光亮的桌子面或玻璃板，拿来偏振片放在眼前，迎着入射光观看桌子外表的反射光，并不断地改变反射角，同时不停地旋转偏振片，直至看到"两明两零"即旋转偏振片一周，看到两次最大光强，两次零光强的现象为止

11、此时，偏振片的透振 方向恰于入射面垂直，此时光线的入射角恰为布儒斯特角P,故反射光不会是椭13、入射的线偏光通过外反射入能否变为椭圆偏振光？通过内反射能不能？通过全反射能不 能？ 答：入射的线偏振光通过外反射及小于临界角内反射时，相移非零即 圆偏振光但通过全内反射那么可以成为椭圆偏振光14、入射的椭圆偏振光通过外反射能否变为线偏振光？通过内反射能不能？通过全反射能不 能？答：以布儒斯特角入射的椭圆偏振光外反射和内反射都可以得到振动面垂直于入射面的线偏振光在大于临界角入射的全反射情况下，假设八值恰能将入射椭圆偏振光已有的d补偿为零或p,那么反射的是线偏振光.15、入射的线偏振光通过单次全内反射后

12、能否成为圆偏振光？答：不能.因为要成为圆偏振光应有两个条件，一是分解的s分量和p分量振幅相等，这容易作到第二个条件是分解的s分量和p分量应有p/2的相位差，这在单次全内反射的情况下，不能实现 16、虚波矢的物理意义是什么？振幅反射比为复数代表什么物理意义？答：虚透射波矢说明光疏介质中有倏逝波存在.r为复数说明反射光振动与入射光振动不是同时到达最大值 .17、光强反射率 R=Rs + Rp /2 公式对于怎样偏振态的入射光才能成立.答：当入射光的s分量和p分量相等时，例如自然光，圆偏振光，总的光强反射率才有18、一束右旋圆偏振光由空气中垂直入射到玻璃上，试分析反射光的偏振态.答：如图a建立坐标系

13、.由于观察者对于入射光是顺着光传播方向"看"，所以入射右旋 圆偏振光在所建立的 xy平面内图b,电矢量的端点是随时间左旋的.光振动方程可以 表示为根据菲涅耳公式，光在空气玻璃界面上反射时应分解为 s分量和p分量，在此题中就是振动 面沿x方向和y方向的线偏振光.这两个方向的振动在垂直入射外反射情况下， 入射光相对 于反射光有p的相位变化，且两线偏振光振幅等比例地减小，因此反射光光振动方程为-小in(仇+ © +补Ey = A siti( 4-7T).这显然是一左旋圆偏振光的方程.反射光仍然是圆偏振光，不过右旋变为左旋图c,同时能量变小.因此，对于观察者来说，一个电矢

14、量向左旋转入射于玻璃外表的圆偏振光，反射光电矢量仍然向左旋转着反射回来.就是说，右旋圆偏振光垂直入射到玻璃上时， 反射光为左旋圆偏振光。Y反制光祖硏平 面何也左if19、何区分一束光的偏振状态？答：第一步：让待测光垂直通过偏振片，以光传播方向为轴旋转偏振片，并观察其后的光强变化。第二步：区分自然光和圆偏振光。 在偏振片前面加一块四分之一波片。 圆偏振光通过四分之 一波片后成为线偏振光； 自然光通过四分之一波片后仍然是自然光。 因此再用偏振片就检验 出来了。第三步：区分局部线偏振光和椭圆偏振光。先用偏振片确定局部偏振光中偏振光的振动方向或椭圆偏振光长轴方向 出射光最强时偏振片的偏振化方向，在偏振

15、片前加四分之一波片。波片的光轴方向沿着椭圆长轴方向，那么椭圆偏振光通过波片后成为线偏振光；波片的轴与线偏振光光矢量一致时，对光的偏振状态无影响，所以，局部偏振光通过四分之一波片后是部 分偏振光。再用偏振片可以区别两者。20、方解石做成渥拉斯顿棱镜，自然光入射如图。有人说：“在前半块棱镜中没有o光、e光，在后半块棱镜才分出往上偏折的一束为 e光，往下偏折的一束为 o光。 所以也可以说垂直纸面振动的光线 1是e光，在纸面内振动的光学 2是o光。你如何评价 这种说法？光轴答：这段说法有两处错误：1 在前半块棱镜中，光垂直于光轴传播， 是有双折射的只有沿光轴传播才无双折射 只不过传o光、e光的播方向一

16、致，但是速度不同，折射率也不同。垂直纸面主平面一振动的o光速度较慢方解石是负晶体，平行纸面主平面振动的 e光速度较快。2 所谓o光、e光是对应确定的晶体而言的，出了晶体就无所谓o光、e光只能说是某中线偏振光。而且在一块晶体中是o光，进了另一块晶体也许是 e光了，也许又分成 o光和e 光。比方此题， 在前半块晶体中，平行纸面振动的称为 e 光，可是这束光进了后半块晶体就 称为 o 光了，出了晶体的光线 2只是线偏振光。21、有人说他做了一个实验， 让一束太阳光通过一偏振片后成为线偏振光， 然后再通过一片 四分之一波片，得到圆偏振光，可能吗？ 答：第一步可能，太阳光是自然光，通过偏振片后成为线偏振

17、光，假设不考虑吸收，光强减弱 一半，第二步不可能，因为太阳光是复色光，四分之一波片是对确定波长的单色光而言的， 所以找不到一块对应“太阳光的四分之一波片，也不会得到白色的圆偏振光。22、声波是否也有偏振现象？能否利用两片声波偏振片制作消音装置？为什么？ 答：偏振是横波特有的现象，声波是纵波，不会有偏振现象，所以也没有所谓的“声波偏振 片，通常的消音是靠吸收实现的。22、怎样区别二分之一波片、四分之一波片和偏振片。答： 选用与二分之一波片和四分之一波片相应波长的光源， 再用一偏振片得到线偏 振光，对主种片分别观测，旋转未知片假设有有光现象，一那么该片为偏振片。令线偏振光做光源， 对二分之一波片其

18、出射的光仍是线偏振光， 可用上述鉴定好的偏摄 片观测，发现有消光现象，且线偏振光的振动面转过2a 角。线偏振光通过四分之一波片时，一般出射光为椭圆偏振光或圆偏振光 ，再用偏振片 检验，有光强强弱变化对圆偏振光那么光强无变化但无消光现象。23、给你一个偏振片和四分之一波片，如何鉴别自然光和圆偏振光？答： 选用与自然光和国偏振光波长相应的四分之一波片。 令光先通过四分之一波片， 再用 偏振片观察，当偏振片旋转时，透射光光强有变化的是圆偏振光，而光强不变的是自然光。 这是因为圆偏振光通过四分之一波片后变为线偏振光， 再用偏振片观察会有消光现象。 自然 光通过四分之一波片， 将形成无穷多个无固定位相关系的各种椭圆偏振光， 其组合后仍然是 自然光，用