第九章 光的偏振习题
光的衍射、偏振(章世)习题库(答案)
=
3 2
fλ2
a
则两个第一级明纹之间距为:
x
x2
x1
3 2
f
/a
0.0027m
(2) 由光栅衍射主极大的公式:
d sin1 k1 1 , d sin2 k2 2
且有: sin tan x / f
所以: x x2 x1 f / d 0.018m
16. 两偏振片叠在一起,其偏振化方向夹角为45°.由强度相同的自然光和线 偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上,入射光中线偏振光的光矢量振 动方向与第一个偏振片的偏振化方向间的夹角为30°.
穿过P1、P2之后,光强为
I 2 I 1 cos2 45o 90%
I
2
I
1
cos2
45o
90% 90%
81 160
I0
光的偏振思考练习
思 考 题
6-1 自然光的合成振动向量的平均值为零,为什么光强却不会为零?自然光和圆偏振光都可以看成是等幅垂直偏振光的合成,它们之间主要区别是什么?
6-2 将三个偏振光迭放在一起,设第二、第三个偏振片的透振方向与第一个透振方向分别成45o角,如果入射到第一个偏振片为自然光,光强为0I,则透过第一、第二、第三个偏振片的光强分别为多少?若将其中第二个偏振片抽走,则透过第一、第三个偏振片的光强又是多少?
6-3 当一束光入射在两种透明媒质的分界面上时,会发生只有透射而无反射的情况吗?在科学幻想小说中常描绘一种隐身法,你能根据光在媒质表面上的反射、折射的主要性质,设想一下,即使有办法使本人变得无色透明,要想别人完全看不见你,还需要什么条件?
6-4 今有一束光,可能是自然光,平面偏振光及圆偏振光中的任一种,你如何用实验的方法把它们区分出来?
6-5 画出下列各种情形入射光,出射光的偏振状态?设入射光垂直入射到由负单轴晶体制成的2δπ=,e 光超前o 光2π。
6—6 在正交偏振片之间放一块λ/4片,以自然光入射,旋转λ/4片时,出射光强度有何变化?如果有强度极大和消光现象,它们在λ/4片光轴处于什么位置时出现?
6—7 如图所示,在使用激光器发出的平面偏振光的各种测量仪器上,为了避免激光返回谐振腔,在激光器输出镜端放一λ/4片,且其主截面与光振动面成45°角。试说明此波片的作用。
6—8 为了确定一束圆偏振光的旋转方向,可将λ/4片置于检偏器前,再将检偏器转到消光位置,这时发现λ/4片的快轴方位是这样的:它须沿着顺时针方向转45°,才能与检偏器的透振方向重合。问该圆偏振光是右旋的还是左旋的?
光的偏振参考答案
光的偏振参考解答
一 选择题
1.一束光强为I 0的自然光,相继通过三个偏振片P 1、P 2、P 3后,出射光的光强为I= I 0/8,已知P 1和P 3的偏振化方向相互垂直,若以入射光线为轴,旋转P 2,要使出射光的光强为零,P 2最少要转过的角度是
(A )30° (B )45° (C )60° (D )90°
[ B ] [参考解] 设P 1与 P 2的偏振化方向的夹角为α ,则8
2s i n 8s i n c o s 202
0220I I I I ===
ααα ,所以4/πα=,若I=0 ,则需0=α或πα= 。可得。
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 )1/5 (C )1/3 (D )2/3
[ A ] [参考解] 设自然光与线偏振光的光强分别为I 1与 I 2 ,则
1212
1
521I I I ⨯=+ ,可得。 3.某种透明媒质对于空气的全反射临界角等于45°,光从空气射向此媒质的布儒斯特角是
(A )35.3° (B )40.9° (C )45° (D )54.7°
[ D ] [参考解] 由n
1
45sin =
,得介质折射率2=n ;由布儒斯特定律,21t a n
0==n i ,可得。 4.自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时,反射光为完全偏振光,则知折射光为
(A )完全偏振光且折射角是30°
(B )部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为3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°
光的偏振计算题及答案
《光得偏振》计算题
1、将三个偏振片叠放在一起,第二个与第三个得偏振化方向分别与第一个得偏振化方向成45︒与90︒角.
(1)强度为I0得自然光垂直入射到这一堆偏振片上,试求经每一偏振片后得光强与偏振状态。
(2) 如果将第二个偏振片抽走,情况又如何?
解:(1)自然光通过第一偏振片后,其强度I1= I0/ 2
1分
通过第2偏振片后,I2=I1cos245︒=I1/ 4
2分
通过第3偏振片后,I3=I2cos245︒=I0/8
1分通过每一偏振片后得光皆为线偏振光,其光振动方向与刚通过得偏振片得偏振化方向平行. 2分(2)若抽去第2片,因为第3片与第1片得偏振化方向相互垂直,所以此时
I3 =0、
1分I1仍不变。1
分2、两个偏振片叠在一起,在它们得偏振化方向成α1=30°时,观测一束单色自然光.又在α2=45°时,观测另一束单色自然光。若两次所测得得透射光强度相等,求两次入射自然光得强度之比.
解:令I1与I2分别为两入射光束得光强。透过起偏器后,光得强度分别为I1/ 2
与I2 / 2马吕斯定律,透过检偏器得光强分别为1分
,2分
按题意,,于就是1分
得1分3、有三个偏振片叠在一起.已知第一个偏振片与第三个偏振片得偏振化方向相互垂直.一束光强为I0得自然光垂直入射在偏振片上,已知通过三个偏振片后得光强为I0/ 16。求第二个偏振片与第一个偏振片得偏振化方向之间得夹角。
解:设第二个偏振片与第一个偏振片得偏振化方向间得夹角为θ。透过第一个偏
振片后得光强I1=I0/ 2. 1
分透过第二个偏振片后得光强为I2,由马吕斯定律,
光的偏振习题教案
光的偏振
一、选择题:
1.自然光从空气连续射入介质A 和B 。光的入射角为60°时,得到的反射光R A 和R B 都是完全偏振光(振动方向垂直入射面),由此可知,介质A 和B 的折射率之比为( ) (A) 31; (B) 3; (C) 21; (D) 12。
【由布儒斯特定律1
0tan /A i n n =知tan60A n = 那么在入射介质B 的入射角为30°,再由布儒斯特定律2tan /B A i n n =,有tan301B A n n == 】
2.有折射率分别为1n 、2n 的两种媒质,当自然光从第一种媒质(1n )入射到第二种媒质(2n )时起偏角为0i ,而自然光从第二种媒质入射到第一种媒质时,起偏角为0'i 。若00'i i >,则两种媒质的折射率1n 、2n 的大小关系为: ( )
(A) 12n n >; (B) 12n n <; (C) 12n n =; (D) 难以判断。
【tan α在第一象限是增函数。由布儒斯特定律021tan /i n n =和012tan '/i n n =知2112///n n n n >】
3.三个偏振片1P 、2P 、3P 堆叠在一起,1P 和3P 的偏振化方向相互垂直,2P 与1P 的偏振化方向间的夹角为45°,光强为I 0的自然光入射于1P ,并依次通过1P 、2P 与3P 三个偏振片,则最后的出射的光强为( )
(A) 0/16I ; (B) 03/8I ; (C) 0/8I ; (D) 0/4I 。
【自然光过P 1变为0
2I ,过P 2变为20cos 452I ,过P 3变为220cos 45cos 452I ⋅ ,而cos 45= 】
光的偏振练习题计算偏振光的振动方向和光强
光的偏振练习题计算偏振光的振动方向和光
强
偏振光是指在传播过程中的电矢量方向只在某一平面内振动的光。光的偏振主要分为线偏振和圆偏振两种类型。本文将通过练习题来计算偏振光的振动方向和光强。
练习题1:
一束光经过一线偏振片后,光的强度减少了原来的1/4,则此时光的偏振方向与线偏振片的透射方向之间的夹角为多少?
解答:
设线偏振片透射方向与光的偏振方向之间的夹角为θ,根据马吕斯定律,透过线偏振片透射后光的强度与入射光的强度比为cos^2θ。题目中说明透射后光的强度减少了原来的1/4,即有cos^2θ = 1/4。
解方程,得到cosθ = 1/2。
通过查表或使用计算器,我们可以得到θ ≈ 60°。
因此,光的偏振方向与线偏振片的透射方向之间的夹角约为60°。
练习题2:
一束圆偏振光有最大光强I_0,偏振方向沿逆时针旋转了45°,则此时光的光强是多少?
解答:
根据圆偏振光的性质,光强与旋转角度呈正弦关系。设旋转了45°后的光强为I,根据正弦函数的性质,有I = I_0 sin²(45°)。
由于sin²(45°) = 1/2,代入得到I = I_0 / 2。
因此,旋转了45°后的光强为原来光强的一半。
练习题3:
一束偏振光经过一块介质板,入射角为60°,折射角为30°。如果入射光的线偏振方向与介质板平行,则此时折射光的偏振方向与入射光的偏振方向之间的夹角为多少?
解答:
根据折射定律,有入射角的正弦值与折射角的正弦值之比等于入射介质的折射率与折射介质的折射率之比。设入射光的折射率为n_1,折射后的光的折射率为n_2,即有sin(60°)/sin(30°) = n_2/n_1。
光的偏振习题(附答案)
光的偏振(附答案)
一. 填空题
1. 一束光垂直入射在偏振片P 上,以入射光为轴旋转偏振片,观察通过偏振片P 的光强的变化过程. 若入射光是自然光或圆偏振光, 则将看到光强不变;若入射光是线偏振光, 则将看到明暗交替变化, 有时出现全暗;若入射光是部分偏振光或椭圆偏振光, 则将看到明暗交替变化, 但不出现全暗.
2. 圆偏振光通过四分之一波片后, 出射的光一般是线偏振光.
3. 要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90度角,则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的1/4 倍.
4. 两个偏振片叠放在一起,强度为I 0的自然光垂直入射其上,若通过两个偏振片后的光强为I/8,则此两偏振片的偏振化方向间的夹角为(取锐角)是60度,若在两片之间再插入一片偏振片, 其偏振化方向间的夹角(取锐角)相等,则通过三个偏振片后的投射光强度为9/32 I 0.
5. 某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于450, 则光从空气射向此媒质的布儒斯特角是54.70, 就偏振状态来说反射光为完全偏振光, 反射光矢量的振动方向垂直入射面, 透射光为部分偏振光.
6. 一束自然光从空气透射到玻璃表面上(空气折射率为1), 当折射角为300时, 反射光是完全偏振光, 则此玻璃的折射率等于1.732.
7. 一束钠自然黄光(λ=589.3×10-9m)自空气(设n=1)垂直入射方解石晶片的表面,晶体厚度为0.05 mm, 对钠黄光方解石的主折射率n 0=1.6584、n e =1.4864, 则o 、e 两光透过晶片后的光程差为 8.6 μm , o 、e 两光透过晶片后的相位差为91.7 rad.
9光的偏振习题详解
习题九
一、选择题
1.自然光从空气连续射入介质1和介质2(折射率分别为1n 和2n )时,得到的反射光a 和b 都是完全偏振光。已介质1和介质2的折射率之比为
31,则光的入射角i 0为[ ]
(A )30︒; (B )60︒; (C )45︒; (D )75︒。
答案:A
解:由题意知,光在两种介质介面上的入射角都等于布儒斯特角,所以有
1201tan ,tan tan 1n n
i i r n '===,090r i +=︒
所以
2
01
tan tan(90)3n r i n =︒-=
= 由此得
09060i ︒-=︒,030i =︒
2.一束光强为I 0的自然光,相继通过三个偏振片P 1、P 2、P 3后出射光强为I 0 /8。已知P 1和P 3的偏振化方向相互垂直。若以入射光线为轴旋转P 2,要使出射光强为零,则P 2
至少应转过的角度是 [ ]
(A )30°; (B ) 45°; (C )60°; (D ) 90°。 答案:B
解:设开始时P 2与另两者之一的夹角为,则根据马吕斯定律,出射光强为
2222000cos cos (90)cos sin 228I I I I αααα=⋅︒-=⋅=
即 2sin 21α=,45α=︒
说明当P 2转过45°角度后即与另两者之一平行,从而出射光强为零。
3.一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图),入射角i 0等于布儒斯特角,则在
界面2的反射光 [ ]
(A )光强为零;
(B )是完全偏振光,且光矢量的振动方向垂直于入射面; (C )是完全偏振光,且光矢量的振动方向平行于入射面;
光的偏振习题答案及解法
光的偏振习题答案及解法
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光的偏振习题、答案及解法
一、 选择题
1. 在双缝干涉实验中,用单色自然光照色双缝,在观察屏上会形成干涉条纹若在两缝封后放一个偏振片,则(B ) A 、 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度加强; B 、 干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度减弱; C 、干涉条纹的间距变窄,但明纹的亮度减弱; D 、 没有干涉条纹。
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7倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为(B ) A 、 21 ; B 、 31 ; C 、 41 ; D 、 51 。 参考答案:()θηη200cos 12-+=
I I I ()ηη-+=1200max I I I η2
0min I I = ()72
12000
min
max
=-+=ηηηI I I I I ηη-=27 31=η 3.若一光强为0I 的线偏振光先后通过两个偏振片1P 和2P 。1P 和2P 的偏振化方向与原入射光矢量振动方向的夹角分别为090和α,则通过这两个偏振片后的光强I (A ) A 、
)2(sin 4120a I ; B 、 0 ; C 、 a I 20cos 41 ; D 、 a I 20sin 4
1
。 参考答案: ⎪⎭
⎫ ⎝⎛-=απ
α2
cos cos 220I I )2(sin 4
物理光学练习题干涉衍射与偏振
物理光学练习题干涉衍射与偏振物理光学练习题:干涉、衍射与偏振
干涉、衍射以及偏振是光学中重要的现象和理论概念。它们揭示了
光的波动性质以及光与物质相互作用的规律。本文将利用练习题的形式,探讨干涉、衍射与偏振的基本原理,并解答相应的问题。答案将
与问题紧密结合,以便更好地理解这些光学现象。
1. 干涉
问题一:两束具有相同波长的单色光,它们的相位差为π,干涉时
形成何种干涉?
答案一:当两束光的相位差为π(或2πn,其中n为整数),它们
之间将形成完全相消的干涉,即消干涉。
问题二:两束光的相位差为π/2,它们的干涉条纹呈现怎样的形态?
答案二:两束光的相位差为π/2,它们之间形成的干涉是等厚线
(等倾斜线)干涉,干涉条纹呈现交替明暗的斜纹状。
2. 衍射
问题三:一束单色光通过一狭缝后,光的传播方向会发生什么变化?
答案三:当光通过狭缝时,光的传播方向将发生弯曲,这一现象称
为衍射。
问题四:单缝衍射光斑的宽度与狭缝宽度之间有什么关系?
答案四:单缝衍射光斑的宽度与狭缝宽度成反比关系,狭缝越窄,
光斑越宽。
3. 偏振
问题五:什么是偏振光?
答案五:偏振光是指只在一个特定平面上振动的光,振动方向垂直
于传播方向。它们的波动特性与普通光有所区别。
问题六:线偏振光与自然光之间有何区别?
答案六:线偏振光的电场矢量在振动过程中只沿一个特定方向上振动,而自然光的电场矢量则在所有可能的方向上都有振动。
通过这些练习题,我们深入了解了干涉、衍射与偏振的基本原理。
这些现象和理论不仅在光学领域有重要应用,还在其他科学和技术领
域有广泛的应用。进一步研究和理解光学现象对于我们探索自然规律,推动科学技术前进具有重大意义。
第九章 光的偏振习题
第九章 光的偏振习题
一、择填空题
1、按照小说《隐形人》中所述,其主人公发明了一种特殊的化合物,喝了它以后,他就成为光的完全透明体,完全隐形了。可是小说的作者忽略了一个重要的事实,那就是这位隐形人也看不见周围的东西,这是因为
(A )光束正好干涉相消;
(B )偏振光的布儒斯特定理;
(C )透明的视网膜无法吸收光线;
(D )入射光的全反射;
(E )对于不同波长的入射光,眼睛的焦距会发生变化。
答案[ ]
2、如图1所示,一束自然光入射到折射率分别为n 1和n 2的两种介质的交界面上,发生反射和折射。已知反射光是
完全偏振光,那么折射角r 的值为
。
3、(1)如图2a 所示 ,一束自然光入射在方解石晶体的表
面上,入射光线与光轴成一定角度。这时将有 条光线从
方解石透射出来;
(2)如果把方解石切割成等厚的A 、B 两块,并平行地移
开很短一段距离,如图2b 所示,此时光线通过这两块方解石后将有 条光线射出来;
(3)在图b 中如把B 块绕光线转过一个角度,此时将有
条光线从B 块射出来。
4、将自然光入射到两个主截面互成60°角的尼科耳棱镜
上,可得到一偏振光。若在两个尼科耳之间再放入一块偏振片,使其偏振化方向和两尼科耳的主截面各成30°角,则放入偏振片前入射光强与出射光强之比是 ;
放入偏振片前与放入偏振片后两次出射光强之比是 。
5、一单色光通过偏振片P 投射到屏上形成亮点,若将P 以入射光线为轴旋转一周,发图2
A B (b)
(a)
图1
i 0
现屏上亮点产生明暗交替的变化,由此,判定入射光是
A .线偏振光;
B .圆偏振光;
东华理工大学 物理练习试卷答案 光的偏振
90 i0 90 53 4 36 56
'
'
四、问答题 16.简述偏振片的原理,并回答怎样用偏振片怎样来区分自然光、 部分偏振光和线偏振光? 答:光波是一种电磁波,而光的偏振态指的是光的电场特性,光射向 偏振片时,由于分子链的间隔很小,电子只能沿分子链运动,那么与 分子链平行的电场能量不能通过,被分子链上电子充分吸收,而与分 子链垂直的电场可以通过,从而具有起偏或检偏性能. 将光通过偏振片,光强无变化的为自然光;光强有变化但不 会出现完全消光的为部分偏振光;光强有变化且在某个方向为零 的为线偏振光.
0 1 I0 I 5 I0 得 I 4I0 1 I0 2I0 I I 2
11.一束自然光垂直穿过两个叠放在一起的偏振片,若透射光强 I 为 原入射光强I的1/4,则两偏振片的偏振化方向之间的夹角是多少? 解:设通过第一个偏振片后的光强为I0
1 I0 I 2
16
证明:自然光通过P1后成为强度为 I0/2的线偏振光。设在t时刻, P1 与 P2的夹角为ωt, P2 与P3的夹角为 (90 °- ωt) 。由马吕斯定律可得
I0 I cos 2 t cos 2 90 t 2 I0 sin 2 t cos 2 t 2 I0 I0 1 2 sin 2t 1 cos 4t 8 8 2 I0 I 1 cos 4t 16
许涛(光的偏振(有答案))3(1)
光的偏振
一、选择题
1、两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射时没有光线通过。当其中一偏振片慢慢转动180°时透射光强度发生的变化
为 [ C ]
(A) 光强单调增加; (B) 光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零
(C) 光强先增加,后又减小至零; (D) 光强先增加,后减小,再增加。
2、两偏振片组成起偏器及检偏器,当它们的偏振化方向成60o时观察一个强度为I0的自然光光源;所得的光强是 [ B ]
(A)I0/2 ; (B) I0/8; (C)
I0/6; (D)3 I0/4.
3、光强为I0自然光垂直照射到两块互相重叠的偏振片上,观察到的光强为零时,两块偏振片的偏振化方向
成 [ D ]
(A) 30°;(B) 45°;(C) 60°;(D) 90°。
4、自然光垂直照射到两块互相重叠的偏振片上,如果透射光强为入射光强的一半,两偏振片的偏振化方向间的夹角为多少?如果透射光强为最大透射光强的一半,则两偏振片的偏振化方向间的夹角又为多少? [ D ]
(A) 45°, 45° ;(B) 45°, 0° ;(C) 0°,
30° ;(D) 0°, 45°。
5、一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片,且两偏振片的振偏化方向成60°角,若不考虑偏振片的反射和吸收,则穿过两个偏振片后的光强I
为 [ B ]
(A)
; (B)
; (C)
; (D)
。
7、自然光以60o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、部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为1.732的介质时,折射角为300
光的偏振习题详解
习题九
一、选择题
1.自然光从空气连续射入介质1和介质2(折射率分别为1n 和2n )时,得到的反射光a 和b 都是完全偏振光。已介质1和介质2的折射率之比为31,
则光的入射角i 0为[ ]
(A )30︒; (B )60︒; (C )45︒; (D )75︒。 答案:A
解:由题意知,光在两种介质介面上的入射角都等于布儒斯特角,所以有
1201tan ,tan tan 1n n
i i r n '===,090r i +=︒
所以
2
01
tan tan(90)n r i n =︒-=
=由此得
09060i ︒-=︒,030i =︒
2.一束光强为I 0的自然光,相继通过三个偏振片P 1、P 2、P 3后出射光强为I 0 /8。已知P 1和P 3的偏振化方向相互垂直。若以入射光线为轴旋转P 2,要使出射光强为零,则P 2至少应转过的角度是 [ ]
(A )30°; (B ) 45°; (C )60°; (D ) 90°。 答案:B
解:设开始时P 2与另两者之一的夹角为?,则根据马吕斯定律,出射光强为
2222000cos cos (90)cos sin 228I I I I αααα=⋅︒-=⋅=
即 2sin 21α=,45α=︒
说明当P 2转过45°角度后即与另两者之一平行,从而出射光强为零。
3.一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图),入射角i 0等于布儒斯特角,则在界面2的反射光 [ ]
(A )光强为零;
(B )是完全偏振光,且光矢量的振动方向垂直于入射面; (C )是完全偏振光,且光矢量的振动方向平行于入射面;
光学练习题光的偏振与波速计算
光学练习题光的偏振与波速计算光学练习题: 光的偏振与波速计算
在光学领域中,光的偏振和波速计算是两个重要的概念。通过理解
这些概念,我们可以更好地理解光的行为和性质。本文将围绕光的偏
振和波速计算展开讨论,并提供一些练习题供读者加深对这些概念的
理解。
一、光的偏振
1. 什么是光的偏振?
光的偏振是指光波中电场矢量的方向在空间中的变化方式。根据电
场矢量方向的变化,光可以分为三种偏振态:线偏振、圆偏振和不偏
振光。
2. 如何判断光的偏振态?
要判断光的偏振态,可以使用偏振片进行实验。将光通过偏振片后,根据透射光的强度变化可以确定光的偏振态。当透射光的强度最大时,光为与偏振片的偏振方向平行的线偏振光;当透射光的强度为零时,
光为垂直于偏振片的线偏振光;当透射光的强度介于两者之间时,光
为椭圆偏振光。
3. 光的偏振与光的波动性质有何关系?
光的偏振与光的波动性质密切相关。偏振片实质上是能够选择振动
方向的过滤器,只允许某一方向的电场矢量通过。光的波动性质决定
了电场矢量的振动方向,从而决定了光的偏振态。
二、光的波速计算
1. 光在真空中的速度是多少?
光在真空中的速度为299,792,458米/秒,通常用字母"c"表示。
2. 光在介质中的速度与波长的关系是什么?
根据光的介质中的速度与波长的关系公式,可以得到光在介质中的
速度等于光在真空中的速度除以介质的折射率。即v = c/n,其中v为
光在介质中的速度,c为光在真空中的速度,n为介质的折射率。
3. 如何计算光的波长?
光的波长可以通过波速和频率的关系求得。光的波速等于真空中的
高中物理-光的偏振练习题
高中物理-光的偏振练习题
基础·巩固
1._______________的光,叫做偏振光.除了从光源直接发出的光以外,我们通常看到的绝大部分光,都是_____________.自然光射到两种介质的界面上,如果反射光与折射光之间的夹角恰好为90°,这时,反射光和折射光就都是_____________光,而且偏振方向____________.
答案:只沿一个特定的方向振动 偏振光 偏振 相互垂直
2.电灯S 发出的光a 穿过偏振片A 后变为光b (图13-6-6).穿过偏振片B 而被P 处眼睛看到,则其中光b 是_______________(填“自然光”或“偏振光”);若人眼此时看到透过B 的光最强,则将B 转过_______________角度时,人眼看到的光最弱.
图13-6-6
解析:由偏振光和偏振片的原理知,电灯S 发出的光a 是自然光,但通过偏振片A 后光线b 则成为偏振光,则当偏振片B 的偏振方向和A 偏振片的一致时,人眼此时看到透过B 的光最强,当偏振片B 的偏振方向和A 偏振片垂直时,人眼此时看到透过B 的光最弱,所以将B 转过90°.
答案:偏振光 90°
3.以下哪些现象可以说明光是横波( )
A.光的干涉
B.光的偏振
C.光的色散
D.光的反射
答案:B 4.光的偏振现象说明( )
A.光是一种横波
B.光是一种纵波
C.光是一种电磁波
D.光波的波长很短
答案:A
5.将手电筒射出的光照到平面镜上,发生反射后,再用偏振片观察反射光,发现旋转偏振片时有什么现象?说明什么?
答案:当旋转偏振片时,观察到旋转偏振片时亮度变化,说明反射光是偏振光.
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第九章 光的偏振习题
一、择填空题
1、按照小说《隐形人》中所述,其主人公发明了一种特殊的化合物,喝了它以后,他就成为光的完全透明体,完全隐形了。可是小说的作者忽略了一个重要的事实,那就是这位隐形人也看不见周围的东西,这是因为
(A )光束正好干涉相消;
(B )偏振光的布儒斯特定理;
(C )透明的视网膜无法吸收光线;
(D )入射光的全反射;
(E )对于不同波长的入射光,眼睛的焦距会发生变化。
答案[ ]
2、如图1所示,一束自然光入射到折射率分别为n 1和n 2的两种介质的交界面上,发生反射和折射。已知反射光是
完全偏振光,那么折射角r 的值为
。
3、(1)如图2a 所示 ,一束自然光入射在方解石晶体的表
面上,入射光线与光轴成一定角度。这时将有 条光线从
方解石透射出来;
(2)如果把方解石切割成等厚的A 、B 两块,并平行地移
开很短一段距离,如图2b 所示,此时光线通过这两块方解石后将有 条光线射出来;
(3)在图b 中如把B 块绕光线转过一个角度,此时将有
条光线从B 块射出来。
4、将自然光入射到两个主截面互成60°角的尼科耳棱镜
上,可得到一偏振光。若在两个尼科耳之间再放入一块偏振片,使其偏振化方向和两尼科耳的主截面各成30°角,则放入偏振片前入射光强与出射光强之比是 ;
放入偏振片前与放入偏振片后两次出射光强之比是 。
5、一单色光通过偏振片P 投射到屏上形成亮点,若将P 以入射光线为轴旋转一周,发图2
A B (b)
(a)
图1
i 0
现屏上亮点产生明暗交替的变化,由此,判定入射光是
A .线偏振光;
B .圆偏振光;
C .部分偏振光;
D .自然光。 答案 [ ]
6、波长为λ的平行单色光垂直入射到缝宽为a 的单缝上,在缝后凸透镜的焦平面处有一观察屏,如图3所示。若在缝前盖上两块偏振片P 1和P 2,两块偏振片各遮盖一半缝宽,而且P 1的偏振化方向与缝平行,而P 2的偏振化方向与缝垂直,试问:
(1)屏上的衍射条纹宽度
[A] 增为两倍; [B] 减为一半; [C] 不变;
答案 [ ]
(2)自然光通过偏振片后,光强
[A] 增强; [B] 减弱; [C] 不变。
答案 [ ]
二、计算题
1、 线偏振光垂直入射于光轴与表面平行的石英晶片上,若入射光的振动方向与晶片的主截面成60°角,试计算透过晶片的e 光和o 光的光强之比。
2、如图4所示,一块折射率为n =1.50的平面浸在
水中,已知一束自然光入射到水面上时反射光是完全偏
振光。现要使玻璃表面的反射光也是完全偏振光,试问
玻璃表面与水平面的夹角θ应为多大(设水的折射率
n 2=1.33)?
3、一束自然光,入射到一方解石晶体(486.1,458.1==e o n n )上,其光轴方向垂直于纸面(图5a )。如果晶体的厚度d =1.0cm ,自然光的入射角i =45°,求两透射光之间的垂直距离DC 。
图4图5a 图
5b 图 3
4、有一束自然光和线偏振光组成的混合光,当它通过偏振片时,改变偏振片的取向,发现透射光强可以变化7倍。试求入射光中两种光的光强度各占总入射光强的比例。
5、如果起偏器和检偏器的偏振化方向之间的夹角为30°,
(1)假定偏振片是理想的,则非偏振光通过起偏器和检偏器后,其出射光强与原来光强之比是多少?
(2)如果起偏器和检偏器分别吸收了10%的可通过光线,则出射光强与原来光强之比是多少?
6、在两个平行放置的正交偏振片P 1、P 2之间,平行放置另一个以恒定角速度ω绕光传播方向旋转的偏振片P 3,如图6a 所示。现有光强为I 0的自然光垂直P 1入射,t =0时P 3的偏振化方向与P 1的偏振方向平
行。试求当自然光I 0通过该系统后,透射光强度如何变化?
7、一方解石晶体的表面与其光轴平行,放在偏振方向相互正交的偏振片之间,晶片的光轴与偏振片的偏振方向成45°角。试求:
(1)要使λ=500nm 的光不能透过检偏器,则晶片的厚度至少多大?
(2)若两偏振片的偏振方向平行,要
使λ=500nm 的光不能透过检偏器,晶片的厚度又为多少?已知晶片的折射率n o =1.658,n e =1.486。
图
7 图
6
第九章、光的偏振习题答案
一、
选择填空题 1.答案[ C ]。
2. 答案:21arctan 2n r n π=
−
3.(1)2 条; (2) 2 条;
(3) 4 。
4. 8 ; 4/9 。
5.答案 [ B ]
6.答案:(1)[A]; (2)[B]。
二、
计算题
1. 13
e o I I = 2. 1142θ′=°
3.sin 450.05cm CD BC =°=
4. 41,430
02001==I I I I 5.
(1)375.0:0=I I ; (2)304.0:0=I I 6.()031cos 416
I I t ω=− 即透射光的强度I 3是时间t 的函数,随着P 2的旋转,I 3做周期性变化。
7.(1)()42.910(cm)o e d n n λ−=
=×−; (2)()41.4510(cm)2o e d n n λ−′==×−