物理中的电磁波与光的偏振现象练习题

物理中的电磁波与光的偏振现象练习题
在物理学的广袤领域中，电磁波与光的偏振现象是一个十分重要的知识点。

理解和掌握这部分内容，对于我们深入探究光的本质和电磁波的特性具有关键意义。

下面，让我们通过一系列练习题来加深对这一概念的理解和运用。

一、选择题
1、关于光的偏振，下列说法正确的是（）
A 自然光通过偏振片后成为偏振光
B 偏振光不能再通过另一个偏振片
C 偏振现象表明光是纵波
D 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偏振光
答案：A
解析：自然光通过偏振片后，振动方向会变得单一，从而成为偏振光，A 选项正确；偏振光可以通过与其偏振方向相同的偏振片，B 选项错误；偏振现象表明光是横波，C 选项错误；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，D 选项错误。

2、下列哪些现象可以用光的偏振现象解释（）
A 立体电影
B 水面上的油膜呈现彩色
C 雨后天空出现彩虹
D 小孔成像
答案：A
解析：立体电影是利用了光的偏振原理，让观众的左右眼分别看到不同偏振方向的图像，从而产生立体感，A 选项正确；水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象，B 选项错误；雨后天空出现彩虹是光的折射和色散现象，C 选项错误；小孔成像是光的直线传播现象，D 选项错误。

3、一束光强为 I0 的自然光垂直通过两个偏振片，两偏振片的偏振化方向之间的夹角为 60°，则通过第二个偏振片后的光强为（）
A I0/2
B I0/4
C I0/8
D 3I0/8
答案：C
解析：根据马吕斯定律，通过第二个偏振片后的光强 I ＝I0 cos²θ，其中θ 为两偏振片偏振化方向之间的夹角。

将θ ＝ 60°代入可得 I ＝ I0 cos²60°＝ I0/8，C 选项正确。

二、填空题
1、光的偏振现象表明光是一种横波。

2、只有横波才能发生偏振现象。

3、偏振片的透振方向与偏振光的振动方向平行时，光强最大；偏振片的透振方向与偏振光的振动方向垂直时，光强为零。

三、简答题
1、简述自然光和偏振光的区别。

答：自然光的振动方向在垂直于光传播方向的平面内是随机的，各个方向的振幅相等；而偏振光的振动方向是单一的，在某个特定方向上具有较大的振幅。

2、解释为什么用偏振片观察水面反射光时，可以减弱反射光的强度。

答：水面反射的光通常是部分偏振光，其振动方向相对于入射面有一定的偏向。

当偏振片的透振方向与反射光的偏振方向垂直时，通过偏振片的反射光强度就会大大减弱。

四、计算题
1、一束光强为 I0 的自然光，依次通过三个偏振片，偏振片的偏振化方向之间的夹角分别为 30°、60°、90°。

求通过第三个偏振片后的光强。

解：通过第一个偏振片后的光强 I1 ＝ I0/2
通过第二个偏振片后的光强 I2 ＝ I1 cos²30°＝ I0/2 ×（√3/2)² ＝
3I0/8
通过第三个偏振片后的光强 I3 ＝ I2 cos²60°＝ 3I0/8 ×（1/2)²＝
3I0/32
2、一束光强为 20 W/m²的偏振光，其振动方向与偏振片的透振方向成 45°角。

求通过偏振片后的光强。

解：根据马吕斯定律，通过偏振片后的光强 I ＝I0 cos²θ
其中 I0 ＝ 20 W/m²，θ ＝ 45°
所以 I ＝ 20 ×（√2/2)² ＝ 10 W/m²
通过以上这些练习题，我们对电磁波与光的偏振现象的理解和应用应该有了更深入的认识。

希望同学们能够认真思考、独立完成这些题目，加深对这一知识点的掌握，为今后的学习打下坚实的基础。

在实际生活中，光的偏振现象有着广泛的应用，比如在摄影中用于消除反光、在 3D 电影中创造立体效果等。

继续探索物理学的奥秘，我们将会发现更多有趣且实用的知识。