单元八_光的偏振.doc

单元八 光的偏振
一、选择题
1. 在双缝干涉实验中，用单色自然光在屏上形成干涉条纹。若在两缝后放一个偏振片则 【 B 】
(A) 干涉条纹间距不变，且明纹亮度加强 (B) 干涉条纹间距不变，但明纹亮度减弱
(C) 干涉条纹的间距变窄，且明纹的亮度减弱 (D)无干涉条纹
2. 光强为的自然光依次通过两个偏振片和，和的偏振化方向的夹角则透射偏振光的强度I是： 【 E 】
(A) ； (B) ； (C) ； (D) ； (E)
3. 使一光强为的平面偏振光先后通过两个偏振片和，和的偏振化方向与原入射光光矢振动方向的夹角分别是，则通过这两个偏振片后的光强I是： 【 C 】
(A) ； (B) ； (C) ； (D)； (E)
4. 一束自然光自空气射向一块平玻璃（如图），设入射角等于布儒
斯特角i0，则在界面2的反射光是： 【 B 】
(A)自然光；
(B)完全偏振光且光矢量振动方向垂直于入射面；
(C)完全偏振光且光矢量振动方向平行于入射面；
(D)部分偏振光。
5. 自然光以600的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全偏振光，则知折射光为： 【 D 】
(A)完全偏振光且折射角是300；
(B)部分偏振光且只在该光由真空入射到折射率为的介质时，折射角是300；
(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300。
6. 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： 【 C 】
(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。

二．填空题
7.马吕斯定律的数学表达式为。式中I为通过检偏器的透射光的强度，为入射 线偏振光__的强度；为入射光矢量的_振动方向_和检偏器__偏振化_方向之间的夹角。
8.两个偏振片堆叠在一起，偏振化方向相互垂直，若一束强度为的线偏振光入射，其光矢量振动方向与第一偏振片偏振化方向夹角为，则穿过第一偏振片后的光强为，穿过两个偏振片后的光强为__0 _ 。
9.当一束自然光在两种介质分界面处发生反射和折射时，若反射光为完全偏振光，则折射光为___部分偏振光__，且反射光线和折射光线之间的夹角为。反射光的光矢量振动方向__垂直_于入射面。
10.一束平行的自然光，以角入射到平玻璃表面上，若反射光束是完全偏振的，则透射光束的折射角是___30o____；玻璃的折射率为。
11.一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和线偏振光的光强比值为___1:2_。
12.在光学各向异性晶体内部有一确定的方向，沿这一方向寻常光和非常光的__传播速度__相等，这一方向称为晶体的光轴，只具有一个光轴方向的晶体称为__单轴__晶体。

三、判断题
13.光的干涉和衍射现象反映了光的波动性质，光的偏振现象说明光波是横波。 答案：对。
14.光在装满水的玻璃容器底部反射时的布儒斯特角是41.1o。(设玻璃折射率1.50，水折射率1.33。)
答案：错(48.9o)。
四、计算题
15. 两偏振片叠在一起， 欲使一束垂直入射的线偏振光经过这两个偏振片之后振动方向转过了，且使出射光强尽可能大，那么入射光振动方向和两偏振片的偏振化方向间的夹角应如何选择？这种情况下的最大出射光强与入射光强的比值是多少？
解： 设入射线偏振光的强度为I0，入射光振动方向A和两偏振片的偏振化方向如图所示。
根据题意：
通过P1的偏振光强度：；通过P2的 偏振光
强度：
将代入得到：
显然 当时，出射光强最大。
最大出射光强与入射光强的比值：
16. 将三块偏振片叠放在一起，第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成和角。(1)光强为的自然光垂直地射到这一堆偏振片上，试求经每一偏振片后的光强和偏振状态；(2)如果将第二个偏振片抽走，情况又如何？
解： 按照题意，三块偏振片的偏振化方向如图所示。
通过P1的光强：，为线偏振光；
通过P2的光强：，，为线偏振光；
通过P3的光强：，，为线偏振光；
如果将第二个偏振片抽走，，

17. 三块偏振片、、平行地放置，的偏振化方向和的偏振化方向垂直，一束光强为的平行单色自然光垂直入射到偏振片上，若每个偏振片吸收10%的入射光，当旋转偏振片时(保持平面方向不变)，通过的最大光强I等于多少？
解： 通过P1的光强：
,
通过P2的光强：
,
通过P3的光强：
，
显然当时，通过的最大光强：，

18. 一光束由强度相同的自然光和线偏振光混合而成，此光束垂直入射到几个叠在一起的偏振片上。
(1)欲使最后出射光振动方向垂直于原来入射光中线偏振光的振动方向，并且入射光中两种成分的光的出射光强相等，至少需要几个偏振片？它们的偏振化方向应如何放置？
(2)这种情况下最后出射光强与入射光强的比值是多少？
解： (1) 设入射自然光强度为，入射线偏振光强度，根据题意
为满足题目的要求，至少需要2片偏振片，放置位置如图所示。
自然光通过，光强为
自然光通过出射光强为：
线偏振光通过，光强为：
线偏振光通过出射光强为：

根据题目要求：

将代入得到：，
(2) 最后总的出射光强：，