09光的偏振解答
光的偏振现象原理
光的偏振现象原理
光的偏振现象是指光在传播过程中，电矢量的振动方向只在一个特定平面内进行的现象。
这个平面称为光的振动方向或偏振方向。
光的偏振现象可以通过介质对光波进行滤波或反射来实现。
光波的振动方向与电场矢量方向之间有着固定的关系，这种关系可以用偏振方程来描述。
光的偏振状态可以分为线偏振、圆偏振和椭圆偏振三种。
线偏振是指光波振动方向沿着特定的直线进行。
线偏振可以通过通过透明介质上的透明膜或光栅来实现，这样只有特定方向的电场分量才能透过，并达到偏振的效果。
圆偏振是指光波振动方向沿着特定的圆弧进行。
圆偏振可以通过将线偏振光经过适当的光学元件（如1/4波片或1/2波片）进行转换而实现。
椭圆偏振是指光波振动方向在一个特定的平面内进行，且振动方向沿着椭圆轨迹变化。
椭圆偏振可以通过将圆偏振光或线偏振光经过适当的光学元件进行转换而实现。
光的偏振现象具有重要的应用价值。
例如，在光学显微镜中，通过选择特定偏振方向的光来观察样品，可以获得更清晰的图像。
在液晶显示器中，利用液晶分子的偏振特性，可以控制光的透射和反射，实现图像的显示。
总之，光的偏振现象是光在传播过程中，电场矢量振动方向只在一个特定平面内进行的现象。
通过透明介质的滤波或光学元件的转换，可以实现光的偏振效果。
9第十八章 光的偏振作业答案
第九次作业答案 最少要转过的角度是 （A）30°
严非男
（B）45°
（C）60°
（D）90°
【答】如图，设 P1 和 P2 的夹角为 ；则
1 1 1 I I 0 cos 2 cos 2 (900 ) I 0 sin 2 2 I 0 ， 2 8 8
解得： 为零。
P1
P2
3 _______。
3
9、 （自测提高 5）如图所示的杨氏双缝干涉装置，若用单色自然光照射狭缝 S，在 屏幕上能看到干涉条纹．若在双缝 S1 和 S2 的一侧分别加一同质同厚的偏振片 P1、 P2， 则当 P1 与 P2 的偏振化方向相互 涉条纹．
S1 S S2
P1 P2
平行
时， 在屏幕上仍能看到很清晰的干
/ 2
1 I 0 cos 2 ； 2
P1
P3
'
P2
P2 '
三、计算题 11、 （基础训练 14） 、将两个偏振片叠放在一起，此两偏振片的偏振化方向之间 的夹角为 60 ， 一束光强为 I0 的线偏振光垂直入射到偏振片上， 该光束的光矢量 振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成 30°角。 （1）求透过每个偏振片后的光 束强度； （2）若将入射光束换为强度相同的自然光，求透过每个偏振片后的光束 强度。 解：画示意图，如图所示。 （1） I 1 I 0 cos 30
严非男
i1 C
A i
r B
i2
tani1 tani 2
n1 1.333, n0
i1 53.12 0 ,
r 90 0 i1 36.88 0
n2 1.517 1.138, n1 1.333
光的偏振(有答案)
光的偏振一、光的偏振的相关知识(1)自然光：太阳、电灯等普通光源发出的光，包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同，这种光叫做自然光．(2)偏振：光波只沿某一特定的方向振动，称为光的偏振(3)偏振光：在垂直于传播方向的平面上，只沿某个特定方向振动的光，叫做偏振光．光的偏振证明光是横波．自然光通过偏振片后，就得到了偏振光．二、光的偏振的理解1、偏振光的产生方式(1)自然光通过起偏器：通过两个共轴的偏振片观察自然光，第一个偏振片的作用是把自然光变成偏振光，叫起偏器．第二个偏振片的作用是检验光是否为偏振光，叫检偏器．(2)自然光射到两种介质的交界面上，如果光入射的方向合适，使反射光和折射光之间的夹角恰好是90°时，反射光和折射光都是偏振光，且偏振方向相互垂直．特别提醒不能认为偏振片就是刻有狭缝的薄片，偏振片并非刻有狭缝，而是具有一种特征，即存在一个偏振方向，只让平行于该方向振动的光通过，其他振动方向的光被吸收了．2、偏振光的理论意义及应用(1)理论意义：光的干涉和衍射现象充分说明了光是波，但不能确定光波是横波还是纵波．光的偏振现象说明了光波是横波．(2)应用：照相机镜头、立体电影、消除车灯眩光等．三、相关练习1、如图所示，偏振片P的透振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，能在P的另一侧观察到透射光的是() A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45°角振动的光答案ABD解析偏振片只让沿某一方向振动的光通过，当偏振片的透振方向与光的振动方向不同时，透射光的强度不同，它们平行时最强，而垂直时最弱．太阳光是自然光，光波可沿任何方向振动，所以在P的另一侧能观察到透射光；沿竖直方向振动的光，振动方向与偏振片的透振方向相同，当然可以看到透射光；沿水平方向振动的光，其振动方向与透振方向垂直，所以看不到透射光；沿与竖直方向成45°角振动的光，其振动方向与透振方向不垂直，仍可看到透射光．2、如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则()A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮思路点拨偏振片A为起偏器，B为检偏器，当A、B的透振方向平行时透过B的亮度最大，垂直时没有光透过．解析自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只沿着某一特定方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，则A错；它通过A偏振片后，即变为偏振光，则B对；设通过A的光沿竖直方向振动，P点无光亮，则B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，将B转过180°后，P处仍无光亮，C错；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光的偏振片，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，D对．答案BD3、(2012·江苏·12B(1))如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是________．A．A、B均不变B．A、B均有变化C．A不变，B有变化D．A有变化，B不变答案 C解析白炽灯光包含各方向的光，且各个方向的光强度相等，所以旋转偏振片P时各方向透射光强度相同，故A点光的强度不变；白炽灯光经偏振片P后变为偏振光，当Q旋转时，只有与P的偏振方向一致时才有光透过Q，因此B 点的光强有变化，选项C正确．4、光的偏振现象说明光是横波．下列现象中不能反映光的偏振特性的是()A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹答案 D解析在垂直于传播方向的平面上，沿着某个特定方向振动的光是偏振光，A、B选项反映了光的偏振特性，C是偏振现象的应用，D是光的衍射现象.5、下列有关光现象的解释正确的是()A．光在同一介质中沿直线传播B．无影灯利用的是光的衍射原理C．任何两束光都可以发生干涉D．为了司机在夜间安全行驶，汽车前窗玻璃常采用偏振玻璃答案 D解析光在同一种均匀介质中才会沿直线传播，选项A错误；海市蜃楼是光在密度分布不均匀的空气中传播时发生全反射而产生的，所以选项B正确；只有相干波才可以发生干涉，选项C错误；汽车前窗玻璃采用偏振玻璃，在夜间行驶时可以减弱对面车辆照射过来的光强，选项D正确．。
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82s i n 8s i n c o s 2020220I 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12121521I 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n145sin =，得介质折射率2=n ；由布儒斯特定律，21t a n0==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°[ D ][参考解] 由布儒斯特定律可知。
二 填空题1．一束自然光从空气投射到玻璃表面上（空气折射率为1），当折射角为30°时，反射光是完全偏振光，则此玻璃的折射率等于3 。
光的偏振现象及解释
光的偏振现象及解释光是一种电磁波，它具有波动性和粒子性的双重特性。
而光的偏振现象则是光波在传播过程中振动方向的特定性质。
本文将介绍光的偏振现象的背景知识以及其在不同领域的应用。
1. 光的偏振背景知识1.1 光的电磁波性质根据经典电动力学理论，光是由电场和磁场交织而成的电磁波。
光波的传播是通过电场和磁场的相互作用而实现的。
在电磁波中，电场和磁场都是垂直于波传播方向的向量，且它们的振动方向也垂直于彼此。
1.2 偏振光的定义当光波中的振动方向限制在特定的方向上时，我们称之为偏振光。
偏振光可以是沿着任意一个平面方向振动的，也可以是只在一个方向上振动的。
2. 光的偏振现象2.1 光的偏振方式光的偏振方式可以分为线偏振、圆偏振和随机偏振三种。
线偏振光的振动方向沿着固定的直线，圆偏振光的振动方向随时间呈现旋转的圆轨迹，而随机偏振光则是无规则地在各个方向上振动。
2.2 光的偏振产生原理光的偏振现象可以通过多种方式产生，其中包括反射、折射、吸收和散射等过程。
在这些过程中，光波与物质相互作用会改变光的振动方向，从而产生偏振现象。
3. 光的偏振应用3.1 光学器件光的偏振现象在光学器件设计中起到了重要的作用。
例如，偏振片是一种被广泛应用的光学器件，它可以选择性地通过或阻挡特定方向上的光波，用于光的偏振分析、显示器件和光学仪器等。
3.2 光通信在光通信领域，光的偏振特性也被广泛应用。
利用光的偏振现象，可以提高光信号的传输距离、提高通信的性能和保障通信的安全性。
3.3 化学分析光的偏振现象在化学分析中也扮演着重要角色。
通过测量样品对偏振光的旋光度，可以得到有关样品化学性质的信息，用于判断其构成和浓度等参数。
4. 小结光的偏振现象是光波传播过程中的一种特殊性质，它与光的振动方向密切相关。
了解光的偏振现象有助于我们理解和应用光学技术。
通过光的偏振，我们可以设计出各种光学器件，应用于光通信、化学分析等领域，推动科学技术的发展。
如何解释光的偏振现象
如何解释光的偏振现象光的偏振现象是光波振动方向的特性。
光的偏振现象在自然界和科学研究中起着重要的作用。
本文将介绍光的偏振现象的定义、原理和应用。
同时，还将探讨如何解释光的偏振现象以及它的背后的物理原理。
一、光的偏振现象的定义与原理光是一种电磁波，它同时具有电场和磁场的振动。
当光波的电场矢量沿同一方向振动时，我们称其为偏振光。
相反，当光波振动的方向不确定或在各个方向上均匀分布时，我们称其为非偏振光。
光的偏振现象是由光波的传播方向和电场振动方向之间的关系所决定的。
当光波的传播方向和电场振动方向垂直时，我们称其为线偏振光。
当电场振动方向沿着光波的传播方向时，我们称其为平面偏振光。
光的偏振现象可以通过偏振片、波片等光学元件来实现。
这些元件通过选择性地允许某个方向上振动的光通过，而阻隔其他方向上振动的光，从而实现光的偏振。
二、光的偏振现象的应用光的偏振现象在许多领域具有广泛的应用。
下面列举了其中的几个重要应用：1. 光学显微镜：光学显微镜是一种利用偏光现象来观察和研究样品的工具。
通过使用偏振器和偏光片，可以观察到样品在不同偏振光下的不同特性，如形状、颜色等，从而提供更多的信息。
2. 液晶显示器：液晶显示器是一种广泛使用的平面偏振光的设备。
液晶显示器利用液晶分子的偏振性质来控制光的通过，从而实现图像显示。
通过改变电场的方向，可以控制液晶分子的排列，从而实现像素的开关。
3. 偏振墨镜：偏振墨镜是用于阻挡沿特定方向振动的光的墨镜。
它可以有效地减少光的强度，并减轻眼睛对镜面反射光的刺激，从而提供更好的视觉体验。
三、如何解释光的偏振现象光的偏振现象可以通过以下两种解释来理解：1. 波动理论：根据波动理论，光是由电磁波组成的。
光的偏振现象可以通过电场振动方向的相对位置和传播方向的关系来解释。
当光波通过晶体或介质时，电场矢量的振动方向受到约束，只能在特定的方向上振动，从而使光产生偏振。
2. 量子理论：根据量子理论，光是由光子组成的。
光的偏振现象的解释与实验
光的偏振现象的解释与实验光的偏振现象是光学中重要的研究内容之一。
它关注光波在传播过程中振动方向的变化。
具体而言，光的偏振是指光波中电场矢量的方向，在特定的空间位置和时间上发生改变的现象。
在本文中，将详细介绍光的偏振现象的解释以及通过实验来观察和验证这一现象。
一、光的偏振现象的解释光的偏振现象可以通过光的电磁性质来解释。
根据麦克斯韦方程组，光波是由电场和磁场交替变化而形成的。
而在偏振现象中，我们主要关注光波的电场矢量的方向变化。
光波会沿着一定的传播方向传播，而其电场矢量可以振动的方向却不是随意的，在某些情况下会有特定的取向。
这种特定的电场矢量振动方向就是偏振态。
根据光波的振动方向，可以将光分为线偏振光、圆偏振光和无偏振光等。
线偏振光是指电场矢量沿着一条直线方向振动的光。
可以通过特定的装置，例如偏振片，来筛选出线偏振光。
圆偏振光是指电场矢量在传播过程中呈现出旋转的方式。
无偏振光则是电场矢量在各个方向均匀分布的光。
二、实验观察光的偏振现象要观察和验证光的偏振现象，我们可以进行光的偏振实验。
下面介绍两种常见的实验方法。
1. 马吕斯交叉实验马吕斯交叉实验是一种常见的观察光的偏振现象的实验方法。
它利用了两个偏振片的相对方向和角度来筛选线偏振光。
具体实验步骤如下：首先，将两个偏振片（偏振片A和偏振片B）相互垂直放置。
然后，将偏振片A对准光源，使光通过偏振片A后成为线偏振光。
接着，将偏振片B放置在观察屏幕上方。
当两个偏振片的方向相同时，即平行放置，可以观察到明亮的光斑。
当两个偏振片的方向垂直时，即交叉放置，可以观察到暗淡的光斑。
这一实验结果表明，当两个偏振片的方向一致时，光可以通过；当两个偏振片的方向垂直时，光无法通过。
从而验证了光的偏振现象存在。
2. 旋转偏振片实验旋转偏振片实验也是一种常用的方法来观察和验证光的偏振现象。
这种方法通过改变偏振片的旋转角度，来观察光的透过程度的变化。
具体实验步骤如下：首先，准备一个光源和一个偏振片。
光的偏振原理简单解释
光的偏振原理简单解释
光的偏振原理是指光波在传播过程中，其电场矢量的方向会发生变化。
光波是由电磁波组成的，电场矢量的方向决定了光波的偏振状态。
光波的偏振可以通过偏振片来实现，偏振片是一种特殊的光学元件，能够选择性地通过或阻挡特定方向的光波。
当光波通过偏振片时，只有与偏振片允许的方向相匹配的电场矢量能通过，其它方向的电场矢量则被阻挡或减弱。
光的偏振原理可以通过以下几种方式来解释：
1. 波动理论解释：根据光的波动理论，光波是由电场和磁场交替振荡形成的。
在某个特定的方向上，电场矢量的振荡方向相对稳定，而在垂直于该方向的方向上，电场矢量的振荡方向则不稳定。
这种稳定的振荡方向就决定了光波的偏振状态。
2. 量子理论解释：根据光的量子理论，光波可以看作是由一束光子组成的。
光子是光的基本粒子，具有自旋。
当光波经过介质或其他物体时，光子的自旋方向会受到影响，从而导致光波的偏振状态发生变化。
3. 反射和折射解释：当光波遇到界面时，根据菲涅尔公式，入射角和介质折射率的关系决定了反射和折射的光波的偏振状态。
在特定
入射角下，反射光波的电场矢量与界面平行，而折射光波的电场矢量垂直于界面平面，这就是偏振现象的一种表现。
光的偏振原理是指光波在传播过程中，电场矢量的方向会发生变化，这种变化导致光波的偏振状态的形成。
光的偏振现象在光学、通信、显示技术等领域有着广泛的应用。
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.8. 在杨氏双缝干涉实验中, 若用单色自然光照射狭缝S, 在屏幕上能看到干涉条纹. 若在双缝S 1和 S 2后分别加一个同质同厚度的偏振片P 1、P 2, 则当P 1与P 2的偏振化方向互相平行或接近平行时, 在屏幕上仍能看到清晰的干涉条纹.二． 计算题9. 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.解：设入射光的光强为0I , 其中线偏振光的光强为01I ,自然光的光强为02I .在该光束透过偏振片后, 其光强由马吕斯定律可知:201021cos 2I I I α=+ 当α=0时, 透射光的光强最大,max 010212I I I =+,当α=π/2时, 透射光的光强最小,min 0212I I =max min 0102020102177322I I I I I I I =∴+=⇒=入射总光强为：00102I I I =+01020031,44I I I I ∴== 10. 如图所示, 一个晶体偏振器由两个直角棱镜组成（中间密合）. 其中一个直角棱镜由方解石晶体制成, 另一个直角棱镜由玻璃制成, 其折射率n 等于方解石对e 光的折射率n e . 一束单色自然光垂直入射, 试定性地画出折射光线, 并标明折射光线光矢量的振动方向. (方解石对o 光和e 光的主折射率分别为1.658和1.486.)解：由于玻璃的折射率n 等于方解石对e 光的折射率, 因此e 光进入方解石后传播方向不变. 而n=n e >n o , 透过因此o 光进入方解石后的折射角<450, 据此得光路图.11. 用方解石割成一个正三角形棱镜, 其光轴与棱镜的棱边平行, 亦即与棱镜的正三角形横截面垂直. 如图所示. 今有一束自然光入射于棱镜, 为使棱镜内的 e 光折射线平行于棱镜的底边, 该入射光的入射角i 应为多少？ 并在图中画出 o 光的光路并标明o 光和e 光的振动方向. 已知n e = 1.49 （主折射率, n o =1.66.解：由于e 光在方解石中的振动方向与光轴相同, o 光在方解石中的振动方向与光轴垂直, 所以e 光和o 光在方解石内的波面在垂直于光轴的平面中的截线都是圆弧. 但 v e > v o ,所以e 波包围o 波.由图可知, 本题中对于e 光仍满足折射定律sin sin e e i n γ=由于 e 光在棱镜内折射线与底边平行,30e γ=︒ 0sin sin 30 1.490.50.745e i n ==⨯=入射角 4810o i '= 又因为sin sin o o i n γ= sin sin 4810sin 0.4491.66o o o i n γ'∴===故o 光折射角2640o o γ'=12. 有三个偏振片堆叠在一起, 第一块与第三块的偏振化方向相互垂直, 第二块和第一块的偏振化方向相互平行, 然后第二块偏 振片以恒定角速度ω绕光传播的方向旋转, 如图所示. 设入射自然光的光强为I 0. 求此自然光通过这一系统后, 出射光的光强.解:经过P 1, 光强由I 0变为I 0/2, P 2以ω转动, P 1, P 2的偏振化方向的夹角θ=ωt202cos 2I I t ω=P 2以ω转动, P 2, P 3的偏振化方向的夹角β=π/2-ωt22203222000cos cos sin 2(2sin cos )sin 2(1cos 4)8816I I I t t I I I t t t t βωωωωωω==⋅===- 13. 有一束钠黄光以50角入射在方解石平板上, 方解石的光轴平行于平板表面且与入射面垂直, 求方解石中两条折射线的夹角.（对于钠黄光n o =1.658, n e =1.486）解: 在此题的特殊条件下, 可以用折射定律求出o 光, e 光折射线方向. 设i 为入射角, o γ和e γ分别为o 光和e 光的折射角.由折射定律:sin sin o o i n γ=sin sin e e i n γ=sin sin /0.463o o i n γ∴==, 27.5o o γ=sin sin /0.516e e i n γ==, 31.0o e γ=31.027.5 3.5o o o e o γγγ∆=-=-=14. 如图所示的各种情况下, 以非偏振光和偏振光入射两种介质的分界面, 图中i 0为起偏角, i 试画出折射光线和反射光线, 并用点和短线表示他们的偏振状态.15. 如图示的三种透光媒质I 、II 、III, 其折射率分别为n 1=1.33、n 2=1.50、n 3=1, 两个交界面相互平行, 一束自然光自媒质I 中入射到I 与II 的交界面上, 若反射光为线偏振光,（1） 求入射角I;（2） 媒质II 、III 交界面上的反射光是不是线偏振光？为什么？解：（1）由布儒斯特定律：()21/ 1.50/1.33tgi n n ==4826o i '=令介质II 中的折射角为γ,则/241.56o i γπ=-=此γ在数值上等于在II 、III 界面上的入射角.若II 、III 界面上的反射光是线偏振光, 则必满足布儒斯特定律()032/ 1.0/1.5tgi n n ==033.69o i =因为0i γ≠, 故II 、III 界面上的反射光不是线偏振光.16. 一块厚0.025mm 的方解石晶片, 表面与光轴平行并放置在两个正交偏振片之间, 晶片的光轴与两偏振片的偏振化方向均成45度角. 用白光垂直入射到第一块偏振片上, 从第二块偏振片出射的光线中, 缺少了那些波长的光.(假定n o =1.658, n e =1.486为常数）解： 2()C o e n n d πφλ∆=-2()o e n n d πφπλ⊥∆=-+ 045α=相干相消：(21)k φπ⊥∆=+缺少的波长：()o e n n dk λ-=, 6,7,8,9,10k =717,614,538,478,430nm λ=17. 一方解石晶体的表面与其光轴平行, 放在偏振化方向相互正交的偏振片之间, 晶体的光轴与偏振片的偏振化方向成450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）若两偏振片的偏振化方向平行, 要使λ =500nm 的光不能透过检偏器, 晶片的厚度又为多少？(方解石对o 光和e 光的主折射率分别为1.658和1.486.)解：（1）如图（a ）所示, 要使光不透过检偏器, 则通过检偏器的两束光须因干涉而相消, 通过P 2时两光的光程差为0()e n n d ∆=-对应的相位差为:02π()2πππe n n d δφλλ-∆=+=+由干涉条件：(21)π(0,1,2......)k k φ∆=+=02π()π(21)πe d n n k λ-+=+当k=1时, 镜片厚度最小, 为760510 2.910(m)()(1.658 1.486)e d n n λ--⨯===⨯-- （2）由图（b)可知当P 1, P 2平行时, 通过P 2的两束光没有附加相位差π, '02π()(21)π(0,1,2..)e d n n k k φλ∴∆=-=+=当k=0时, 此时晶片厚度最小,7065102()2(1.658 1.486)1.4510(m)e d n n λ--⨯==-⨯-=⨯18. 一束平行的线偏振光在真空中的波长为589nm, 垂直入射到方解石晶体上,晶体的光轴与表面平行, 如图所示. 已知方解石晶体对该单色o 光和e 光的折射率分别为1.658、1.486, 方解石晶体中寻常光的波长和非常光的波长分别等于多少？解：方解石晶体中o 光和e 光的波长分别为o o n λλ=658.1589=)nm (2.355=e e n λλ=486.1589=)nm (4.396= 三． 证明与问答题19. （证明题）一块玻璃的折射率为2 1.55n =, 一束自然光以θ角入射到玻璃表面, 求θ角为多少时反射光为完全偏振光？证明在下表面反射并经上表面透射的光也是完全偏振光.解：根据布儒斯特定律201tg n i n =121tg 571017n n θ-'''== 由折射定律：12sin sin n n θγ=π/2θγ+=πsin sin()cos 2θγγ=-=γ角满足布儒斯特定律.20. （问答题）用自然光源以及起偏器和检偏器各一件, 如何鉴别下列三种透明片：偏振片、半波片和1/4波片？答：令自然光先通过起偏器, 然后分别通过三种透明片, 改变起偏器的透振方向, 观察现象, 出现消光的透明片为偏振片, 再通过检偏器, 改变检偏器的透振方向, 出现消光的透明片为半波片.。
光的偏振习题答案及解法
光的偏振习题答案及解法————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：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 η20min I I = ()7212000minmax=-+=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 41。
参考答案： ⎪⎭⎫ ⎝⎛-=απα2cos cos 220I I )2(sin 4120a I I =4．一光强为0I 的自然光垂直通过两个偏振片，且两偏振片偏振化方向成030则穿过两个偏振片后的光强为（D ）A 、 430I ；B 、 40I ；C 、 80I ；D 、 830I 。
参考答案： 836cos 2cos 202020II I I ===πα 5.一束光强为0I 自然光，相继通过三个偏振片321P P 、、P 后，出射光的光强为8I I =。
第四章 光的偏振知识点归纳
第四章光的偏振知识点归纳
1. 光的偏振概念
- 光的偏振是指光波在传播方向上的振动方式。
- 垂直于传播方向的振动称为横向电场，确定了光的偏振方向。
2. 光的偏振态
- 线偏振：光波只在一个平面上振动，偏振方向垂直于传播方向。
- 圆偏振：光波沿着一个圆轨迹振动，偏振方向沿传播方向旋转。
- 椭圆偏振：光波沿着一个椭圆轨迹振动，是线偏振和圆偏振
的组合。
3. 偏振器
- 偏振器是用于选择或限制特定偏振方向的光的器件。
- 偏振片是常用的偏振器，能够选择性地通过或阻止某个特定
方向的偏振光。
4. 偏振现象
- 偏振衍射：光通过狭缝或衍射光栅时，只允许某些偏振方向
的光传播。
- 偏振散射：非金属表面上的光被散射时，会发生偏振。
水平
偏振光被散射后变为垂直偏振光。
5. 光的偏振应用
- 光学仪器：偏振片在显微镜和摄影领域中被广泛使用。
- 3D影像：通过控制光的偏振状态，实现立体影像效果。
- 光通信：利用偏振保持光信号的传输质量和减少干扰。
6. 光的偏振研究
- 光的偏振是物理学和光学研究中的重要领域。
- 学者通过实验和理论研究，深入探索光的偏振现象和应用。
以上是第四章光的偏振知识点的简要归纳，希望对您有所帮助。
光的偏振知识点
光的偏振知识点光是一种电磁波，具有传播速度快、波长短、频率高等特点。
而光的偏振则是指光波在传播过程中，分子、原子或介质结构的作用下，沿特定方向振动的现象。
光的偏振知识点，即是关于光的偏振性质、偏振状态以及相关应用方面的知识。
一、光的偏振性质光的偏振性质指的是光波在传播过程中，只在一个特定的方向上振动。
常见的光偏振方式有线偏振、圆偏振和椭圆偏振。
1.线偏振：线偏振光是振动方向保持不变的光，光波在一个平面上振动。
线偏振光可以通过偏振片进行筛选，只允许特定方向的线偏振光通过。
2.圆偏振：圆偏振光是振动方向形成一个圆周的光，光波在传播过程中的振动方向呈现旋转。
圆偏振光可以用波片产生。
3.椭圆偏振：椭圆偏振光是振动方向沿椭圆轨迹变化的光，它可以看作是线偏振光和圆偏振光的叠加。
椭圆偏振光的振动方向和振幅都在变化。
二、产生光偏振的原因光波的偏振形式，与光波的产生以及传播介质的性质有关。
1.自然光的偏振：自然光是指无特定偏振方向的光。
它可以通过散射、发射和吸收等过程产生，并不具备特定的振动方向。
2.偏振片的作用：偏振片是由一系列有机分子或无机晶体构成，具有选择性地吸收特定方向上的光。
通过偏振片的作用，可以将自然光转化为线偏振或通过调节片的角度转化为圆偏振光。
3.介质的作用：某些介质具有选择性吸收不同方向上的光，影响光的偏振状态。
例如，光在水平方向传播时，会因为大气中悬浮的空气分子的散射作用而发生线偏振的变化。
三、光偏振的应用光的偏振性质在光学领域有着广泛的应用，其中包括以下几个方面：1.光学仪器：光的偏振性质在光学仪器中起到了至关重要的作用。
例如，光学显微镜中使用偏振器和分析器来观察样品的偏光图像。
偏振光的特定方向振动可以增强对细节的观察和分析。
2.偏振滤光器：偏振滤光器可以选择性地通过或阻挡特定方向上的光，广泛应用于摄影、光学实验以及液晶显示屏等领域。
3.光通信：光的偏振性质在光通信中起到了重要的作用。
通过使用系列偏振器和检测器，可以实现光信号的传输和接收。
光的偏振及应用实验原理
光的偏振及应用实验原理一、引言在光学中，光的偏振是指光波中的电场振动方向沿着特定方向传播的现象。
通过研究光的偏振现象，可以深入了解光的性质及其在实际应用中的表现。
本文将介绍光的偏振及其应用实验的原理。
二、光的偏振原理1. 光的偏振定义光的偏振是指在特定条件下，光的电场振动只沿着一个方向振动。
具体来说，光的电矢量将仅限于一个平面内的振动。
2. 偏振光的特性•具有方向性：光的偏振在特定平面内，只能沿着一个方向传播。
•具有振动方向：偏振光的电场振动方向与传播方向垂直。
•具有偏振状态：按照电场振动方向可分为线偏振光、圆偏振光和椭偏振光。
3. 光的偏振现象产生原理光的偏振可由于自然光通过偏振片、反射、散射、折射和干涉等现象引起。
其中，利用偏振片将自然光中的振动方向分离，从而得到偏振光。
三、光的偏振实验1. 实验仪器和材料准备•偏振片：用于分离光的偏振方向。
•光源：发出自然光。
•旋光仪：用于测量物质对光的旋光性质，判断光的偏振状态。
•光学台：用于放置实验仪器。
2. 实验步骤•步骤一：将光源放置在光学台上，并将偏振片放在光源前面。
调整偏振片的角度，观察光的强度变化。
•步骤二：使用旋光仪测量物质对光的旋光性质。
将样品放置在旋光仪中，调整角度，观察光的旋光现象及旋转角度。
•步骤三：将偏振片放在旋转角度固定的样品后面，观察光的偏振状态变化。
3. 实验结果分析通过实验观察和测量，可以得出以下结论：•偏振片在透过自然光后，能够将光的振动方向分离，产生偏振光。
•通过旋光仪测量物质的旋光性质，可以判断光的偏振状态。
•在旋转角度固定的样品后面放置偏振片，可以改变光的偏振状态。
四、光的偏振应用实验1. 偏振片的应用偏振片是光学实验中常用的器件之一，在以下实验和应用中得到广泛应用：•光的消光实验：通过逐渐旋转偏振片，使得自然光在特定角度下完全消光，从而实现光的消除。
•波片实验：配合偏振片使用，可以通过旋转偏振片和波片之间的角度关系，改变光的偏振状态。
光的偏振现象解析
光的偏振现象解析光的偏振是光波振动方向的特殊性质，它在物理学和光学领域中具有重要的意义。
在本文中，我们将对光的偏振现象进行深入解析，探讨其原理和应用。
光是一种电磁波，它由电场和磁场的振荡所组成。
偏振现象指的是光波中的电场矢量的方向在空间中发生的变化。
根据光波的振动方向，可以将光分为不同的偏振状态，如水平偏振、垂直偏振、线偏振、椭圆偏振等。
光的偏振现象可以通过多种方式解析和描述。
其中一种常见的方法是使用偏振光片。
偏振光片是由有机或无机材料制成的，能够选择或限制光波振动方向的光学装置。
当自然光通过偏振光片时，只有与偏振光片振动方向相匹配的光才能通过，其余光将被吸收或透射。
通过观察和分析透过偏振光片的光束，我们可以推断出光的偏振状态。
另一种常见的解析光的偏振现象的方法是使用偏振片。
偏振片是一种特殊的光学装置，它具有有选择地吸收或透射特定振动方向的能力。
通过在光路中加入偏振片，我们可以将光束的偏振状态进行调整和控制。
光的偏振现象在许多领域中具有广泛的应用。
在光学仪器和设备中，通过利用偏振现象，我们可以制造偏振滤光器、偏振镜等光学元件，用于分离或选择特定方向的偏振光。
这在光学通信、图像显示和激光技术等方面发挥着重要作用。
在生物医学领域，光的偏振现象可以用于显微镜成像技术中。
通过结合偏振技术和光学显微镜，可以观察和分析生物样本中的结构、分子排列和组织状况，为生物医学研究提供了重要的手段。
除了应用领域，光的偏振现象还涉及到一些重要的物理学原理。
例如，马克斯韦方程组预言了电磁波的偏振性质，并通过这一理论解释了光的偏振现象。
此外，偏振现象还与光的干涉、折射等现象密切相关，为理解光的行为提供了重要的参考。
总结起来，光的偏振现象是一项重要的光学特性，它在物理学、光学和生物医学等领域中具有广泛的应用。
通过使用偏振光片和偏振片等装置，我们可以解析和调整光波的偏振状态。
光的偏振现象不仅在应用上具有重要意义，而且也为我们理解光的本质和行为提供了宝贵的信息。
光的偏振答案
思 考 题 答 案6－1解：自然光的振动无论哪个方向都一致，形成一个轴对称分布，如讲义中图5－4所示。
应此从光的合成振动角度看，其平均值为零。
光强则是光的平均能流密度，根据定义它是指光投射在单位面积上的光通量，即光照度。
这就是说，我们这里的光强实际上就是指光的照度，因此光强包含有能量的定义，这样的自然光的光能不为零。
自然光与圆偏振光主要区别在于二个等幅垂直振动之间的位相关系。
对于自然光而言，无任何位相差存在，对于圆偏光，它们之间必须具备恒定的位相差。
6－2解：三个偏振片的透振方向如图所示。
设入射的自然光光强为0I ，透过1P 的光强为02I ，根据马吕斯定律，透过2P 的光强为：22002101cos cos 454222o I I I I I θ==∗=∗=， 透过3P 的光强为：22003201cos cos 45442o I I I I I θ==∗=∗=若将第二个偏振片抽走，这时透过1P 的光强仍为02I ，透过3P 的光强为 231cos 900o I I ==6－3解：一般来说，当光入射到两种透明媒质分界面上时，会同时发生反射，透射现象，或者全反射（无透射）现象。
只有当入射光束为平行于入射界面的振动分量（即P 分量）沿布儒斯特角入射时，只有透射光而无反射光存在（见思考题2的(b)）。
因此科学幻想小说中的隐身法时候成问题的。
且不谈人体变得无色透明谈何容易，即使反射光不存在，透射光总是存在的；或者即使透射光不存在（全反射时），则反射光又必将存在。
除非入射到人体内的全部光能吸收掉，又不存在反射的情况，这样才能达到隐身之目的。
6－4解：先用一个偏振片分别让三束光依次通过，能消光者为平面偏振光。
不能消光，且光强无变化的，则可能为自然光或圆偏振光。
然后再用一个4λ片，分别让自然光和圆偏振光通过4λ片，再用检偏器检查，能消光的则为圆偏振光，留下的最后一个一定是自然光。
6－5答:6－6答：在正交偏振片之间放一块波晶片，以自然光入射，会产生偏振光干涉，干涉合光强为22222(cos cos sin sin 2cos cos sin sin cos '')I A θϕθϕθϕθϕδ=++式中θ、φ分别为偏振片P 1 、 P 2透振方向与波片光轴夹角，2''()o e n n d πδπλ=−+。
光的偏振知识点总结
光的偏振知识点总结一、光的偏振基本原理光是一种电磁波，电场矢量和磁场矢量垂直传播的波动。
对于线偏振光，电场振动方向在光波传播方向上固定。
而对于圆偏振光，电场振动方向绕光波传播方向做圆周运动。
对于不偏振光，电场振动方向在任意方向上都有可能。
光的偏振现象可以通过偏振镜来实现。
偏振镜是由特殊材料制成的，可以选择性地吸收或者透过特定偏振方向的光波。
当自然光（不偏振光）通过偏振镜后，只有与偏振镜的透振方向一致的部分光线能通过，其余部分的光线则被吸收或者反射。
光的偏振还可以通过液晶材料来实现。
液晶是一种具有双折射性质的材料，可以通过改变电场的方向来控制光的偏振状态。
液晶显示屏就是利用液晶材料的偏振特性来实现显示的。
二、偏振光的产生光的偏振可以通过自然产生，也可以通过人工手段产生。
自然产生的偏振光包括天空中的天偏振光和大气中的日偏振光。
天偏振光是在天空中由于大气中的气溶胶、气体和颗粒对光的散射作用而产生的，这种光中的电场矢量在垂直于太阳光方向上有偏振现象。
而日偏振光则是太阳光穿过大气层时，水平方向上的光线被散射，结果是大气中呈现出垂直方向上的偏振现象。
人工产生的偏振光可以通过偏振片、偏振镜、波片、液晶材料等光学器件来实现。
偏振片和偏振镜是最基本的光学器件，可以通过选择性的吸收或者反射已经存在的光信号来产生偏振光。
波片是一种能够改变光的偏振状态的器件，可以将线偏振光转化为圆偏振光或者反之。
三、偏振光的特点偏振光具有一些独特的性质，这些性质对于理解光的偏振有重要的意义。
首先，偏振光的振动方向是固定的，与光波传播方向有特定的关系。
其次，偏振光的相位和振幅都具有特定的变化规律，这些规律可以通过偏振光的数学描述来表达。
最后，偏振光在传播过程中会与物质相互作用，这种相互作用会产生一些特殊的光学现象。
偏振光的振动方向可以通过偏振方向和偏振角度来描述。
偏振方向一般可以用水平方向和垂直方向来表示，而偏振角度则是指振动方向与偏振方向的夹角。
光的偏振习题附答案
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P2. 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.3. 圆偏振光通过四分之⼀波⽚后, 出射的光⼀般是线偏振光.4. 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.5. 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 0.6. 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, 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.7. 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.8. ⼀束钠⾃然黄光(λ=×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 mm, 对钠黄光⽅解⽯的主折射率n 0=、n e =, 则o 、e 两光透过晶⽚后的光程差为 µm , o 、e 两光透过晶⽚后的相位差为 rad.9. 在杨⽒双缝⼲涉实验中, 若⽤单⾊⾃然光照射狭缝S, 在屏幕上能看到⼲涉条纹. 若在双缝S 1和 S 2后分别加⼀个同质同厚度的偏振⽚P 1、P 2, 则当P 1与P 2的偏振化⽅向互相平⾏或接近平⾏时, 在屏幕上仍能看到清晰的⼲涉条纹.10.⼆．计算题11. 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.解：设⼊射光的光强为0I , 其中线偏振光的光强为01I ,⾃然光的光强为02I .在该光束透过偏振⽚后, 其光强由马吕斯定律可知:201022I I Iα=+当α=0时, 透射光的光强最⼤, max010212I I I=+,当α=π/2时, 透射光的光强最⼩, min0212I I=max min010*******177322I I I I I I I=∴+=?=⼊射总光强为：00102I I I=+01020031,44I I12.如图所⽰, ⼀个晶体偏振器由两个直⾓棱镜组成（中间密合）. 其中⼀个直⾓棱镜由⽅解⽯晶体制成, 另⼀个直⾓棱镜由玻璃制成, 其折射率n等于⽅解⽯对e光的折射率n e. ⼀束单⾊⾃然光垂直⼊射, 试定性地画出折射光线, 并标明折射光线光⽮量的振动⽅向. (⽅解⽯对o光和e光的主折射率分别为和.)解：由于玻璃的折射率n等于⽅解⽯对e光的折射率, 因此e光进⼊⽅解⽯后传播⽅向不变. ⽽n=n e>n o, 透过因此o光进⼊⽅解⽯后的折射⾓<450, 据此得光路图.13.⽤⽅解⽯割成⼀个正三⾓形棱镜, 其光轴与棱镜的棱边平⾏, 亦即与棱镜的正三⾓形横截⾯垂直. 如图所⽰. 今有⼀束⾃然光⼊射于棱镜, 为使棱镜内的 e 光折射线平⾏于棱镜的底边, 该⼊射光的⼊射⾓i应为多少？并在图中画出o 光的光路并标明o光和e光的振动⽅向. 已知n e= （主折射率, n o =.解：由于e光在⽅解⽯中的振动⽅向与光轴相同, o光在⽅解⽯中的振动⽅向与光轴垂直, 所以e光和o光在⽅解⽯内的波⾯在垂直于光轴的平⾯中的截线都是圆弧. 但v e > v o ,所以e波包围o波.由图可知, 本题中对于e光仍满⾜折射定律sin sine ei nγ=由于e 光在棱镜内折射线与底边平⾏,30eγ=?sin sin30 1.490.50.745ei n==?=⼊射⾓4810oi'=⼜因为sin sino oi nγ=sin sin4810sin0.4491.66oooinγ'∴===故o光折射⾓2640ooγ'=14.有三个偏振⽚堆叠在⼀起, 第⼀块与第三块的偏振化⽅向相互垂直, 第⼆块和第⼀块的偏振化⽅向相互平⾏, 然后第⼆块偏振⽚以恒定⾓速度ω绕光传播的⽅向旋转, 如图所⽰. 设⼊射⾃然光的光强为I0.求此⾃然光通过这⼀系统后, 出射光的光强.解:经过P1, 光强由I0变为I0/2, P2以ω转动, P1, P2的偏振化⽅向的夹⾓θ=ωt202cos 2I I t ω=P 2以ω转动, P 2, P 3的偏振化⽅向的夹⾓β=π/2-ωt22203222000cos cos sin 2(2sin cos )sin 2(1cos 4)8816I I I t t I I I t t t t βωωωωωω=====- 15. 有⼀束钠黄光以50⾓⼊射在⽅解⽯平板上, ⽅解⽯的光轴平⾏于平板表⾯且与⼊射⾯垂直, 求⽅解⽯中两条折射线的夹⾓.（对于钠黄光n o =, n e =）解: 在此题的特殊条件下, 可以⽤折射定律求出o 光,e 光折射线⽅向. 设i 为⼊射⾓, o γ和e γ分别为o 光和e 光的折射⾓.由折射定律:sin sin o o i n γ=sin sin e e i n γ=sin sin /0.463o o i n γ∴==, 27.5o o γ=sin sin /0.516e e i n γ==, 31.0o e γ=31.027.5 3.5o o o e o γγγ?=-=-=16. 如图所⽰的各种情况下, 以⾮偏振光和偏振光⼊射两种介质的分界⾯, 图中i 0为起偏⾓, i 试画出折射光线和反射光线, 并⽤点和短线表⽰他们的偏振状态.17. 如图⽰的三种透光媒质I 、II 、III, 其折射率分别为n 1=、n 2=、n 3=1, 两个交界⾯相互平⾏, ⼀束⾃然光⾃媒质I 中⼊射到I 与II 的交界⾯上, 若反射光为线偏振光,（1）求⼊射⾓I;（2）媒质II 、III 交界⾯上的反射光是不是线偏振光？为什么？解：（1）由布儒斯特定律：()21/ 1.50/1.33tgi n n ==4826o i '=令介质II 中的折射⾓为γ,则/241.56o i γπ=-=此γ在数值上等于在II 、III 界⾯上的⼊射⾓.若II 、III 界⾯上的反射光是线偏振光, 则必满⾜布儒斯特定律()032/ 1.0/1.5tgi n n ==033.69o i =因为0i γ≠, 故II 、III 界⾯上的反射光不是线偏振光.18. ⼀块厚的⽅解⽯晶⽚, 表⾯与光轴平⾏并放置在两个正交偏振⽚之间, 晶⽚的光轴与两偏振⽚的偏振化⽅向均成45度⾓. ⽤⽩光垂直⼊射到第⼀块偏振⽚上, 从第⼆块偏振⽚出射的光线中, 缺少了那些波长的光.(假定n o =, n e =为常数）解：2()C o e n n d πφλ?=-2()o e n n d πφπλ⊥?=-+ 045α=相⼲相消：(21)k φπ⊥?=+缺少的波长：()o e n n dk λ-=, 6,7,8,9,10k =717,614,538,478,430nm λ=19. ⼀⽅解⽯晶体的表⾯与其光轴平⾏, 放在偏振化⽅向相互正交的偏振⽚之间, 晶体的光轴与偏振⽚的偏振化⽅向成450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）若两偏振⽚的偏振化⽅向平⾏, 要使λ =500nm 的光不能透过检偏器, 晶⽚的厚度⼜为多少？(⽅解⽯对o 光和e 光的主折射率分别为和.)解：（1）如图（a ）所⽰, 要使光不透过检偏器, 则通过检偏器的两束光须因⼲涉⽽相消, 通过P 2时两光的光程差为0()e n n d ?=-对应的相位差为:02π()2πππe n n d δφλλ-?=+=+由⼲涉条件：(21)π(0,1,2......)k k φ?=+=02π()π(21)πe dn n k λ-+=+当k=1时, 镜⽚厚度最⼩, 为760510 2.910(m)()(1.658 1.486)e d n n λ--?===?-- （2）由图（b)可知当P 1, P 2平⾏时, 通过P 2的两束光没有附加相位差π, '02π()(21)π(0,1,2..)e d n n k k φλ∴?=-=+=当k=0时, 此时晶⽚厚度最⼩,7065102()2(1.658 1.486)1.4510(m)e d n n λ--?==-?-=?20. ⼀束平⾏的线偏振光在真空中的波长为589nm, 垂直⼊射到⽅解⽯晶体上,晶体的光轴与表⾯平⾏, 如图所⽰. 已知⽅解⽯晶体对该单⾊o 光和e 光的折射率分别为、, ⽅解⽯晶体中寻常光的波长和⾮常光的波长分别等于多少？解：⽅解⽯晶体中o 光和e 光的波长分别为o o n λλ=658.1589=)nm (2.355=e e n λλ=486.1589=)nm (4.396= 三．证明与问答题21. （证明题）⼀块玻璃的折射率为2 1.55n =, ⼀束⾃然光以θ⾓⼊射到玻璃表⾯, 求θ⾓为多少时反射光为完全偏振光？证明在下表⾯反射并经上表⾯透射的光也是完全偏振光.解：根据布儒斯特定律201tg n i n =121tg 571017n n θ-'''== 由折射定律：12sin sin n n θγ= π/2θγ+=πsin sin()cos 2θγγ=-=γ⾓满⾜布儒斯特定律.22. （问答题）⽤⾃然光源以及起偏器和检偏器各⼀件, 如何鉴别下列三种透明⽚：偏振⽚、半波⽚和1/4波⽚？答：令⾃然光先通过起偏器, 然后分别通过三种透明⽚, 改变起偏器的透振⽅向, 观察现象, 出现消光的透明⽚为偏振⽚, 再通过检偏器, 改变检偏器的透振⽅向, 出现消光的透明⽚为半波⽚.。
光的偏振通俗解释
光的偏振通俗解释
光的偏振是指光沿着某一个方向的振动方向，与垂直于该方向的振动方向之间的差异。
光的偏振有两种类型：线偏振和圆偏振。
线偏振是指光振动方向只沿着一条线性方向，与垂直方向振动的光相比只有一个方向的光波，类比于一根绳子上的振动情况。
圆偏振是指光的振动方向按照一定规律在确定平面上移动，振动方向呈环状，形成类似螺旋形的振动。
光的偏振在日常生活中不太显著，但在一些科技应用领域中，例如偏振镜、偏振板等光学器件中起到了重要的作用，也有一些行业需要利用光的偏振特性进行工业制造和检测，例如液晶显示器和激光制造工业等。
高中物理光的偏振问题解析
高中物理光的偏振问题解析光的偏振是光波的一个重要性质，对于理解光的传播和应用具有重要意义。
在高中物理中，光的偏振问题常常出现在光学的学习中，需要我们掌握相关的概念和解题技巧。
一、光的偏振概念光的偏振是指光波的振动方向在空间中只沿着一个特定方向传播的现象。
光波的振动方向可以是任意方向，但在偏振光中，光波的振动方向只限于某个特定的方向。
二、偏振光的产生偏振光的产生可以通过偏振片来实现。
偏振片是一种具有特殊结构的光学器件，它可以选择性地通过某个特定方向的光波，而将其他方向的光波吸收或反射掉。
常见的偏振片有线偏振片和偏振板。
三、偏振光的传播偏振光在传播过程中，会受到物体的影响而改变其偏振状态。
例如，当偏振光通过一个偏振片时，只有与偏振片的偏振方向一致的光波才能通过，其他方向的光波则被吸收或反射掉。
这就是偏振片的工作原理。
四、偏振光的应用偏振光在生活和科技中有着广泛的应用。
例如，在太阳镜中使用的偏振片可以有效地减少阳光的强光和反射光，保护我们的眼睛。
在液晶显示器中，偏振片则起到调节光的传播方向和强度的作用。
五、偏振光的解题技巧在解题过程中，我们常常会遇到光的偏振问题。
以下是一些解题技巧供大家参考：1. 理解光的偏振概念：首先要明确光的偏振是指光波的振动方向只沿着一个特定方向传播。
2. 判断偏振光的产生：当题目中提到使用了偏振片或偏振器时，可以判断出产生了偏振光。
3. 确定偏振方向：通过题目中给出的光的振动方向或偏振片的方向，可以确定偏振光的偏振方向。
4. 判断光的通过情况：根据偏振片的工作原理，判断光是否能够通过偏振片，或者通过偏振片后光的偏振状态如何改变。
5. 应用偏振光的知识：根据题目中的实际情况，运用偏振光的应用知识进行解题。
六、举一反三通过以上的解题技巧，我们可以将其应用到更多的偏振光问题中。
例如，当我们遇到关于光的偏振状态变化的问题时，可以运用偏振片的工作原理，判断光的偏振状态是否发生了改变。
又如，当我们遇到液晶显示器的工作原理的问题时，可以运用偏振光的知识，解释液晶显示器是如何调节光的传播方向和强度的。
如何解释光的偏振现象
如何解释光的偏振现象
光的偏振现象是指光波在传播中振动方向发生改变的现象。
光波的
振动方向可以分为三种情况：线偏振、圆偏振和无偏振。
如何解释光
的偏振现象呢？
光是一种电磁波，它的振动方向与电场的振动方向一致。
在自然界中，光波的振动方向是各种方向都有的，我们称之为自然光。
而如果
我们通过一些特定的装置来改变光的振动方向，就会产生偏振光。
偏振光可以通过偏振片来实现。
偏振片是一种特殊的光学材料，具
有只允许某个特定方向的光通过的性质。
当自然光通过偏振片时，只
有与偏振片上特定方向相同的光能够通过，其余方向的光则被阻碍。
这样，原本自然光中含有的各个振动方向就被过滤掉了，形成了特定
方向的偏振光。
具体来说，光的偏振现象可以理解为光波中振动方向的选择。
当自
然光波通过某种介质或器件时，因介质或器件的特性，只有特定方向
的光波能够通过，其他方向的光波则被削弱或反射。
这种选择性通过
导致了光的偏振现象的产生。
光的偏振现象在许多领域都有着重要的应用。
例如，在光学领域中，光的偏振现象被广泛应用于偏振镜、偏振滤波器等装置中。
在电子显
示技术中，液晶显示屏就是利用光的偏振现象来实现的。
此外，光的
偏振现象还在无线通信、光学显微镜、光学传感器等方面有着重要的
应用。
总结起来，光的偏振现象是光波在传播中振动方向发生改变的现象。
通过一些特定的介质或器件，可以改变光波中的振动方向，从而产生
偏振光。
光的偏振现象在各个领域都有着广泛的应用，是光学研究中
的重要课题之一。
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因为玻璃为平板玻璃，又在界面1时入射角等 于布儒斯特角i0，所以在界面2上反射时入射角也等于 从玻璃到空气的布儒斯特角900-i0
光的偏振
第十一章 光学
3．一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 / 3． (C) 1 / 4． (D) 1 / 5． ［ ］ 设入射光束中自然光强为I01，I 0 I 01 I 02 线偏振光的光强为 I02
i0
i0
n1 n2
n1 n2
光的偏振
第十一章 光学
3.一束平行的自然光，以60°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 30 ，玻璃的折射率为_____________ 1.73 ． _____________
布儒斯特定律 π r i0 2
n2 tan i0 n1
2
光的偏振
第十一章 光学
5.在双折射晶体内部，有某种特定方向称为晶体的光 O e 光的 轴．光在晶体内沿光轴传播时，_____ 光和________ 传播速度相等．
光的偏振
第十一章 光学
三、计算题
1．将三个偏振片叠放在一起，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45和90 角． (1) 强度为I0的自然光垂直入射到这一堆偏振片 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？
P3
光的偏振
第十一章 光学
5*．如图所示，A是一块有小圆孔S的金属挡板，B是 一块方解石，其光轴方向在纸面内，P是一块偏振 片，C是屏幕．一束平行的自然光穿过小孔S后， 垂直入射到方解石的端面上．当以入射光线为轴， 转动方解石时，在屏幕C上能看到什么现象？
答：一个光点围绕着另一个不动的光点旋转，方 解石每转过90°角时，两光点的明暗交变一 次，一个最亮时，另一个最暗。
光的偏振
第十一章 光学
一、选择题
1．三个偏振片P1，P2与P3堆叠在一起，P1与P3的偏振 化方向相互垂直，P2与P1的偏振化方向间的夹角为 30°．强度为I0的自然光垂直入射于偏振片P1，并依次 透过偏振片P1、P2与P3，则通过三个偏振片后的光强为 (A) I0 / 4． (B) 3 I0 / 8． (C) 3I0 / 32． (D) I0 / 16． ［ ］
2
光的偏振
第十一章 光学
4.有三个偏振片堆叠在一起，第一块与第三块的偏振 化方向相互垂直，第二块和第一块的偏振化方向相互 平行，然后第二块偏振片以恒定角速度w绕光传播的方 向旋转，如图所示．设入射自然光的光强为I0．试证 明：此自然光通过这一系统后，出射光的光强为I＝I0 (1－cos4w t) / 16．
解：
I0
p1
I1
p2
I 2 p3
I3
p1
(1) I1 = I0 / 2 ，I2＝I1cos245＝I1/ 4 I3＝I2cos245＝I0/ 8 (2) 因为第3片与第1片的偏振化方向相 互垂直，所以此时I3 =0. I1仍不变．
p2
p3
光的偏振
第十一章 光学
2．两个偏振片叠在一起，在它们的偏振化方向成a1＝ 30°时，观测一束单色自然光．又在a2＝45°时， 观测另一束单色自然光．若两次所测得的透射光强 度相等，求两次入射自然光的强度之比． 解：
i0 i0
玻璃
n1 n2
光的偏振
第十一章 光学
4.一束自然光通过两个偏振片，若两偏振片的偏振化 方向间夹角由a1转到a2， 则转动前后透射光强度之比
cos / cos 为___________ ．
2 2 1 2
I0
p1
I1
p2
I2
设两偏振片的偏振化方向间夹角a
1 I1 I 0 2
I0 I 2 I1 cos cos2 2
p1
I1
则透射光强I1
为：I1
1 I ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ1 I 02 cos 2 2
所以，当θ=0时，得透射光强最大 当θ=900时，得透射光强最大
I1max
1 I 01 I 02 2 1 I1max I 01 2
光的偏振
第十一章 光学
4．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 (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，且明纹的亮度减弱． (D) 无干涉条纹． ［ ］ 从双缝后偏振片出射的两束光仍满足相干条件， 只是其强度减少为原来的一半。
光的偏振
第十一章 光学
3．有一平面玻璃板放在水中，板面与水面夹角为q (见图)．设水和玻璃的折射率分别为1.333和 1.517．已知图中水面的反射光是完全偏振光，欲 使玻璃板面的反射光也是完全偏振光，q 角应是多 大？ i
1
解：
A 由题可知i1和i2应为相应的 C i 布儒斯特角，由布儒斯特定律知 B tg i1= n1＝1.33；tg i2＝n2 / n1＝1.57 / 1.333 由此得 i1＝53.12°， i2＝48.69°． 由△ABC可得 q＋(π / 2＋r)＋(π / 2－i2)＝ π 整理得q＝i2－r 由布儒斯特定律可知，r＝ π / 2－i1 所以 q＝i1＋i2－ π / 2＝53.12°＋48.69°－90°＝11
I0
p1
I1
2
p2
I2
p1
p2
I 01 2 I cos 1 当a= a1 ＝30°时： 2 2 I 01 cos2 2 2 2 I 02 I 02 cos 1 3 当a= a2 ＝45°时： I2 cos 2 2 2
1 I1 I 0 2
I0 2 I 2 I1 cos cos 2
光的偏振
第十一章 光学
5. 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q，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 (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． ［ ］
I0
1 I1 I 0 2
p1
I1
2
p2
I 2 p3
2
I3
p1
p2
p3
I 2 I1 cos
π I 3 I 2 cos ( ) 2
光的偏振
第十一章 光学
2．一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图)，设 入射角等于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光 (A) 是自然光． (B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面． (C) 是线偏振光且光矢量的振动方向平行于入射面． (D) 是部分偏振光． ［ ］
I0 自然光 证明：由图所示，在t时刻， 中间偏振片转过的角度θ＝w t， 则 I I 0 cos 2 sin 2 I 0 sin 2 2 / 8 P1 P2 P3 I
P2
P1
2
t
＝ I0 (1 – cos4θ ) / 16 ＝ I0 (1 – cos4w t ) / 16
当入射面是主截面时， O 光的振动 垂直主截面； e 光的振动平行于主截面.
A
D
轴
C
光
B
光的偏振
第十一章 光学
二、填空题
1.一束光垂直入射在偏振片P上，以入射光线为轴转
动P，观察通过P的光强的变化过程．若入射光是 自然光或(和)圆偏振光 _____________________ 光，则将看到光强不变；若入
线偏振光(完全偏振光 ) 射光是_______________________ ，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．
光的偏振
第十一章 光学
2．当一束自然光以布儒斯特角i0入射到两种介质的 分界面(垂直于纸面)上时，画出图中反射光和折射 光的光矢量振动方向．