西南交大物理实验期末试题题库-偏振光

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大学物理题库-光的偏振

11、波动光学光的偏振一、选择题(共10题)1.光强为I 0的自然光依次通过两个偏振片P 1和P 2．若P 1和P 2的偏振化方向的夹角α＝30°，则透射偏振光的强度I 是(A) I 0 / 4． (B)3I 0 / 4． (C)3I 0 / 2． (D) I 0 / 8．(E) 3I 0 / 8．［］ 2.两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过．当其中一偏振片慢慢转动180°时透射光强度发生的变化为： (A) 光强单调增加．(B) 光强先增加，后又减小至零． (C) 光强先增加，后减小，再增加．(D) 光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零．［］ 3.使一光强为I 0的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1和P 2．P 1和P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α 和90°，则通过这两个偏振片后的光强I 是(A) 21I 0 cos 2α ． (B) 0．(C) 41I 0sin 2(2α)． (D) 41I 0 sin 2α ．(E) I 0 cos 4α ．［］ 4.自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是 (A) 在入射面内振动的完全线偏振光．(B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光． (C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光．(D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光．［］ 5.某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于45°，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是(A) 35.3°．(B) 40.9°．(C) 45°．(D) 54.7°．(E) 57.3°．［］6.自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全线偏振光，则知折射光为(A) 完全线偏振光且折射角是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°．［］7.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．［］8.一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．［］9.三个偏振片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．［］10.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．［］二、填空题(共10题)1.一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片的偏振化方向成45°角．已知通过此两偏振片后的光强为I，则入射至第二个偏振片的线偏振光强度为________________．2.一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__________________光，则将看到光强不变；若入射光是__________________，则将看到明暗交替变化，有时出现全暗；若入射光是__________________，则将看到明暗交替变化，但不出现全暗．3.两个偏振片堆叠在一起，其偏振化方向相互垂直．若一束强度为I0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 / 4，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___________．4.要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90°，至少需要让这束光通过__________块理想偏振片．在此情况下，透射光强最大是原来光强的______ ________________倍．5.当一束自然光在两种介质分界面处发生反射和折射时，若反射光为线偏振光，则折射光为____________偏振光，且反射光线和折射光线之间的夹角为___________．6.两个偏振片叠放在一起，强度为I0的自然光垂直入射其上，若通过两个偏振片后的光强为8/I，则此两偏振片的偏振化方向间的夹角(取锐角)是____________，若在两片之间再插入一片偏振片，其偏振化方向与前后两片的偏振化方向的夹角（取锐角）相等．则通过三个偏振片后的透射光强度为____________．7.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______________时，在屏幕上仍能看到很清晰的干涉条纹．8.P2P1S1S2S如果从一池静水(n ＝1.33)的表面反射出来的太阳光是线偏振的，那么太阳的仰角(见图)大致等于________________．在这反射光中的E矢量的方向应____________________． 9.一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上，就偏振状态来说则反射光为____________________，反射光E矢量的振动方向______________________，透射光为________________________。

No.4光的偏振西南交大大物AII

, n=
, θ=
.
解：经分析， I3 = I0 cos4 300 ，比较后得出 A = 1, n = 4,θ = 300
2. 如图所示，一束自然光入射到折射率分别为n1和n2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 γ 的值为
1π 2
−
arctg(n2
/
n1 ) 。
θ
n1
r
n2
解：由布儒斯特定律，起偏振角为： i0
=
arctg
n2 n1
又反射线与折射线垂直，则折射角为： γ
=
π 2
− i0
=
π 2
− arctg n2 n1
3. 在以下五个图中，左边四个图表示线偏振光入射于两种介质分界面上，最右边的图表示入射光是自然光。n1和n2为两
种介质的折射率，图中入射角 io = arctg(n2 / n1 ) , i ≠io , 试在图上画出实际存在的折射光线和反射光线，并用点或短
0.73
0.78
3. 两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过。当其中一偏振片慢慢转动 180o时透射光强度发
生的变化为：
[ B ] (A) 光强单调增加。
(B) 光强先增加，后又减小至零。
(C) 光强先增加，后减小，再增加。
(D) 光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零。
解：设入射自然光光强为I0，透过两偏振片后光强为
Ι
i ••
n1
П
γ i′ n2
i = arctg( n2 ) = arctg(1.50) = 48.43o
n1
1.53
Ш
n3
(2) 设在媒质中折射角为γ ，

光的偏振

《大学物理》作业：光的偏振 No.20学号序号姓名成绩你最感兴趣的题目是院系、专业、年级一、选择题[ B ] 1、两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过，当其中一偏振片慢慢转动180︒时透射光强度发生的变化为：(A) 光强单调增加。

(B) 光强先增加，后又减小至零。

(D) 光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零。

[ C ] 2、使一光强为I 0的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1和P 2，P 1和P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α和90︒，则通过这两个偏振片后的光强I 是(A)α20cos 21I (B) 0 (C) )2(sin 4120αI(D)α20sin 41I (E) α40cos I[ B ] 3、一束自然光自空气射向一块平板玻璃（如图），设入射角等于布懦斯特角i 0，则在界面2的反射光(A) 是自然光。

(B) 是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面。

(D) 是部分偏振光。

[ D ] 4、某种透明媒质对于空气的临界角（指全反射）等于45︒，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是(A) 35.3︒ (B) 40.9︒ (C) 45︒ (D) 54.7︒ (E)57.3︒[ C ] 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，光轴方向的在纸面内且与AB 成一锐角θ，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。

(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1、两个偏振片堆叠在一起，其偏振化方向相互垂直，若一束强度为I 0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π／4，则穿过第一偏振片后的光强为 21 0I ，穿过两个偏振片后的光强为 0 。

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。

由于sin(60°) = √3/2，sin(30°) = 1/2，代入得到√3/1 = n_2/n_1，即n_2 = √3n_1。

光的偏振和偏振方向练习题

光的偏振和偏振方向练习题一、选择题（单选）1. 偏振光的特点是（）。

a）振动方向与传播方向垂直b）振动方向与传播方向平行c）振动方向与传播方向夹角为45度d）振动方向与传播方向相反2. 光的偏振是指（）。

a）光的振动方向恒定不变b）光的传播速度不同c）光的波长不同d）光的频率不同3. 偏振片是利用（）进行光的偏振。

a）反射b）折射c）干涉d）吸收4. 偏振片的主要作用是（）。

a）将非偏振光转化为偏振光b）将偏振光转化为非偏振光c）改变光的波长d）改变光的强度5. 两个互相垂直的偏振片的透过光强度（）。

a）最大b）最小c）为零d）不受偏振片方向影响二、判断题（对错）1. 当光的振动方向与偏振片方向垂直时，光完全透过偏振片。

2. 两个互相平行的偏振片的透过光强度为零。

3. 光在经过偏振片后，无论振动方向如何改变，传播速度始终保持不变。

4. 光的偏振方向与电场振动方向垂直。

5. 偏振片的透过光强度与偏振片的厚度无关。

三、简答题1. 定义偏振现象，并解释为什么会发生偏振。

2. 请简述偏振片的工作原理，并举例说明偏振片在实际中的应用。

3. 光的偏振方向可以改变吗？如果可以，请说明原因。

四、应用题1. 一个 unpolarized 光源 S 发出的光通过一个偏振片 P1，然后垂直于 P1 的方向放置了另一个垂直偏振片 P2。

求通过 P2 透射光的强度与光源 S 发出的光强度的比值。

2. 一个 unpolarized 光源 S 发出的光通过一个偏振片 P1，然后将 P1 逆时针旋转 30 度，再通过另一个逆时针旋转 45 度的偏振片 P2。

求通过 P2 透射光的强度与光源 S 发出的光强度的比值。

参考答案：一、选择题（单选）1. a）振动方向与传播方向垂直2. a）光的振动方向恒定不变3. a）反射4. a）将非偏振光转化为偏振光5. c）为零二、判断题（对错）1. 对2. 错3. 对4. 对5. 对三、简答题1. 偏振现象是指光中的电场振动方向在某一平面上的变化。

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.。

光的偏振习题及答案

第五章光的偏振1. 试确定下面两列光波E 1=A 0[e x cos （wt-kz ）+e y cos （wt-kz-π/2）]E 2=A 0[e x sin （wt-kz ）+e y sin （wt-kz-π/2）]的偏振态。

解：E 1 =A 0[e x cos(wt-kz)+e y cos(wt-kz-π/2)]=A 0[e x cos(wt-kz)+e y sin(wt-kz)] 为左旋圆偏振光E 2 =A 0[e x sin(wt-kz)+e y sin(wt-kz-π/2)]=A 0[e x sin(wt-kz)+e y cos(wt-kz)] 为右旋圆偏振光2. 为了比较两个被自然光照射的表面的亮度，对其中一个表面直接进行观察，另一个表面通过两块偏振片来观察。

两偏振片透振方向的夹角为60°。

若观察到两表面的亮度相同，则两表面的亮度比是多少？已知光通过每一块偏振片后损失入射光能量的10%。

解∶∵亮度比 = 光强比设直接观察的光的光强为I 0,入射到偏振片上的光强为I ，则通过偏振片系统的光强为I'： I'=(1/2)I (1-10%)cos 2600∙(1-10%) 因此：∴ I 0/ I = 0.5×(1-10%)cos 2600∙(1-10%) = 10.125%. 3. 两个尼科耳N 1和N 2的夹角为60°，在他们之间放置另一个尼科耳N 3，让平行的自然光通过这个系统。

假设各尼科耳对非常光均无吸收，试问N 3和N 1 的偏振方向的夹角为何值时，通过系统的光强最大？设入射光强为I 0，求此时所能通过的最大光强。

解：设：P 3与P 1夹角为α，P 2与P 1的夹角为 θ = 600 I 1 = 21I 0 I 3 = I 1cos 2α = 02I cos 2α I 2 = I 3cos 2(θ-α) = 02I cos 2αcos 2(θ-α)要求通过系统光强最大，即求I 2的极大值I 2 = I 2cos 2αcos 2(θ-α) = 02I cos 2α[1-sin 2(θ-α)]=08I [cosθ+ cos （2α-θ）] 2由 cos （2α-θ）= 1推出2α-θ = 0即α = θ/2 = 30°∴I 2max = 21 I 0 cos 2αcos 2(θ-α) = 21 I 0 cos 230° cos 230°= 932 I 0N 1题5.3图4. 在两个理想的偏振片之间有一个偏振片以匀角速度ω绕光的传播方向旋转（见题5.4图），若入射的自然光强为I 0，试证明透射光强为I =16πI 0（1-cos4ωt ）.解: I = 12I 0 cos 2ωt cos 2（2π-ωt ） = 12 I 0cos 2ωtsin 2 ωt = 18 I 0 1-cos4t2ω= I 0（1-cos4ωt ）`5. 线偏振光入射到折射率为1.732的玻璃片上，入射角是60°，入射光的电失量与入射面成30°角。

偏振光学期末试题及答案

《偏振光学》课程期末考试题与答案一、给出下列概念的数学表达式：(20分)1、以x E 、y E 为基矢的光波的琼斯向量答：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=y x j y j x y x y x e E e E E E E δδ, 2、以x E 、y E 为基矢的光波的光强答：22,,y x y x y x E E E E I +==+3、用线偏光与左、右旋光表示的斯托克斯向量的四个分量答：I I I I I I I s r l y x =+=+=+=-440ππ y x I I s -=1442ππ--=I I s l r I I s -=34、用几何参量表示的斯托克斯向量的四个分量答：I s =0εθ2cos 2cos 01s s =εθ2cos 2sin 02s s =ε2sin 03s s =5、线延迟片的琼斯矩阵（⎥⎦⎤⎢⎣⎡100δi e 型）答：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--+θθθθθθθθδδδδ2222cos sin cos sin )1(cos sin )1(sin cos j j j j e e e e 6、4λ片的琼斯矩阵（⎥⎦⎤⎢⎣⎡100δi e 型）答：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--+θθθθθθθθ2222cos sin cos sin )1(cos sin )1(sin cos j j j j7、半波片的琼斯矩阵（⎥⎦⎤⎢⎣⎡100δi e 型）答：⎥⎦⎤⎢⎣⎡---θθθθ2cos 2sin 2sin 2cos 8、线旋光片矩阵答： ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-ααααcos sin sin cos 9、理想线偏振片矩阵（透光轴与坐标横轴交角为ϕ）答：⎥⎦⎤⎢⎣⎡ϕϕϕϕϕϕ22sin cos sin cos sin cos 10、透光轴相对于x 轴沿逆时针方向旋转角ϕ的非理想偏振片的琼斯矩阵（透光轴正交方向上的振幅透射比记为ε）答：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⋅+--⋅+φεφφφεφφεφεφ2222cos sin cos )sin 1(cos )sin 1(sin cos 二、证明：用几何参量表示的光矢⎥⎦⎤⎢⎣⎡=y x E E E 的复偏振参量表达式为εθεθχt a nt a n 1t a n t a n ,j j y x -+=。

大学物理光学光的偏振习题

，由折射定律
4、一束自然光从空气投射到玻璃表面上 (空气折射率n＝
1)，当折射角 30 时，反射光是线偏振光，求玻璃的折
射率n＝? 说明出射光光矢量的振动方向。
解：当 30时，反射光为线偏振光，这时
i0
π 2
n0 sin i0 n sin
n
sin i0
sin
sin ( 300
2 sin 300
2
n0
ne d
光的偏振测试题
1、有三个偏振片平行放置，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绕光传播方向旋转，
如图所示。设入射自然光的光强为。试I0 写出此自然光通过三个偏振片后的出射光光强、 I1和I2 。I3
I0
I1
I2
入射线偏振光对二分之一波片来说，由于其光振动方向与波片光轴成450角，所以两相互垂直的光振动分振幅相等而且同相。通过二分之一波片后，此二分振动相差为，所以其合振动仍然是直线的，即透过的光仍是线偏振光，不过振动方向与入射线偏振光的振动方向垂直。
题3解： (1) 入射光的光强
I0 I p In
时才会有全反射。由折射定律：
n2
sin ic
n1
sin
π 2
n2 sin 2 1 n1 sin ic sin ic
设布儒斯特角为i0 , 由布儒斯特定律：
tgi0
n2 n1
Hale Waihona Puke 1 sin icic
i0
tg1(
1 sin ic
) tg1
1
si n 450
54.70
n1 空气 n2> n1

西南交大物理实验期末试题题库-光学基础_试题

光学基础考题：1．在使用物距像距法测量时，需要使用的器件是：（D）A，光源、物屏、像屏、透镜；B，光源、物屏、像屏、透镜、平面镜；C，光源、物屏、像屏、凹透镜；D，光源、物屏、像屏、凸透镜。

2．会聚透镜成像时，当像为倒立的、缩小实像时，像距v与焦距f之间的关系为：(D) A, v = 2f ；B, –∞< v < 0 ；C, v > 2f ； D, 2f > v > f 。

3.会聚透镜成像时，当像为倒立的、缩小实像时，物距u与焦距f之间的关系为：（C）A, u < 2 f ；B，u > f ；C，u /2 > f ；D，u = 2 f 。

4．自准直法又称为：(C)A, 反射法；B，二次成像法；C．平面镜法；D，物距像距法。

5．二次成像法又称为：（B）A)反射法B)共轭法C)平面镜法D)物距像距法6. 二次成像法在测凸透镜焦距时，如果凸透镜移动的距离为e,物屏与像屏间的距离为L,使用计算公式必须满足的条件是：(B)A, L > 2f ；B，L > 4f ；C，L < 4f ；D，L ≥4f 。

7.由辅助透镜成像求焦距，不会用到的器件是：(A)A, 平面镜；B，平面镜和像屏；C，像屏；D，平面镜和物屏。

8.下面那种透镜组合将得不到实像？(A)A，凹-凹透镜组合；B，凸-凸透镜组合；C，凹-凸透镜组合；D，凸-凹透镜组合。

9.在用自准直法测凸透镜焦距时，不会用到的器件是：(B)A，平面镜；B，凹透镜和像屏；C，像屏；D，物屏。

10.利用光的可逆性原理，在测焦距实验中的应用是：(B)A，物距像距法；B,自准直法；C，共轭法；D，反射法。

11.鉴别凸凹透镜的直接简单方法是：(D)A，用手触摸形态；B，观察像屏的成像；C，用反射镜看光的亮度；D，观察文字字体的大小变化。

12.在实验中凸透镜同轴等高的调整、是要求使什么调在透镜的主光轴上?(D)A，像屏坐标中点；B，物屏上的1字；C，物屏1字上的某一点与像屏坐标中点；D，物屏1字上的某一点。

西安交大大物实验偏振光2

偏振光II姓名：专业：班级：学号：一、实验目的：本实验主要是利用起偏、检偏元件及光电探测器要求学生：1．学习掌握偏振光的基本原理、学会用格兰棱镜获得偏振光及检验偏振光的一般方法。

2．根据马吕斯定律验证硅光电池的线性响应。

3．利用布儒斯特定律测量介质的折射率二、实验原理：偏振光原理：按电磁波理论,光是横波，它的振动方向和光的传播方向垂直.实际中最常见的光的偏振态大体为五种，即自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏娠光和椭圆偏振光．1. 自然光是各方向的振幅相同的光。

对自然光而言，它的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内可取所有可能的方向，没有一个方向占有优势.若把所有方向的光振动都分解到相互垂直的两个方向上，则在这两个方向上的振动能量和振幅都相等。

2．线偏振光是在垂直于传播方向的平面内，光矢量只沿一个方向振动。

起偏器是将非偏振光变成线偏振光的器件；检偏器是用于鉴别光的偏振光状态的器件。

常见的起偏或检偏的元件构成有两种：偏振片：它是利用聚乙烯醇塑胶膜制成，它具有梳状长链形结构分子，这些分子平行排列在同一方向上，此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过，因而产生线偏振光.光学棱镜：如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，它是利用光学双折射的原理制成的；3．部分偏振光：除了自然光和线偏振光外，还有一种偏振状态介于两者之间的光．如果用偏振片去检验这种光的时候，随着检偏器透光方向的转动，透射光的强度既不象自然光那样不变，又不象线偏振光那样每转90o。

交替出现强度极大和消光．其强度每转90o也交替出现极大和极小，但强度的极小不是0(即不消光)。

从内部结构看，这种光的振动虽然也是各方向都有，但不同方向的振幅大小不同，具有这种特点的光，叫做部分偏损光4．圆偏振光如的光矢量在波面内运动的特点是其瞬时值的大小不变，方向以角速度(即波的圆频率)匀速旋转，这种光叫做圆偏振光．圆偏振光可看成是两个相互垂直的线偏振光的合成（如图所示）电矢量表达式为：我们假定波是沿z轴传播的，在图中它垂直纸面迎面而系．这时若电矢量按逆时针方向旋转，我们称为左旋圆偏振光。

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 I0/2B I0/4C I0/8D 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。

题解3-光的偏振

4、 B
tan iB n2 / n1 和折射定律 sin iB / sin B n2 / n1 可知，自然光的入射角为布儒斯特角 iB 时，
根据布儒斯特定律
折射光为部分偏振光，且折射角为：
B 90 iB 90 60 30
5 、B
根据布儒斯特定律
6 、D
横波
三、计算题
I透 1、解：（1） I入 1 2 2 I (1 10%) cos 60 I透 2 0 1 81 (2) 10.1% I入 I0 8 100 1 2 2 I cos 30 cos 30 0 I透 9 2 (3) 28.1% I入 I0 32 1 3 2 2 I (1 10%) cos 30 cos 30 0 I透 2 I入 I0 9 9 3 ( ) 20.5% 32 10
根据已知条件和全反射定律，有： n1 n1 1 sin 45 n2 n2 2
iB
n1 1
n2 1
再根据布儒斯特定律，有： n2 tgiB 2 iB 54.70 n1
二、填空题
1、 2、
线偏振光
光矢量振动
偏振化
自然光或圆偏振光线偏振光
部分偏振光或椭圆偏振光
3、波动
1 I 0 cos 2 60 1 2 12.5% I0 8
1 1 ( I0) 2 2 1 1 ( I0) 2 2
2
1 2 I 0 cos 0.716I 0 2 1 2 I 0 cos 0.375I 0 2
cos 0.932 1 cos 4
2
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ

光的偏振--题解
一、选择题

大学物理光的偏振[试题]

练习二十一光的偏振一、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 ]() 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I 0的自然光光源；所得的光强是 [ B ]（）I 0/2 ; (B) I 0/8; (C) I 0/6; (D)3 I 0/4.3、光强为I 0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 ]() 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 ]() 45°, 45° ; (B) 45°, 0° ; (C) 0°, 30° ; (D) 0°, 45°。

5、一束光强为I 0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 ]()420I ； (B) 08I ； (C) 20I ； (D) 20I 。

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 ]、完全偏振光且折射角是300B、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300C、部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射；D、部分偏振光且折射角是3008、自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是[ C ]() 在入射面内振动的完全偏振光(B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光(C) 垂直于入射振动的完全偏振光(D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光9、一束光强为I0自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射光的光强I = I0/8,已知P1和P3的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转P2，要使出射光的光强为零，P2最少要转过的角度是[ B ]（Ａ）30°（Ｂ）45°（Ｃ）60°（Ｄ）90°二、填空题1、检验自然光、线偏振光和部分偏振光时，使被检验光入射到偏振片上，然后旋转偏振片。

偏振光实验试卷及评分标准

偏振光实验试卷总分：100组卷人：系统管理员一、单选题共 5 小题共 20 分1. (4分)一单色光通过偏振片P投射到光屏上形成亮点，若将P以入射光线为轴旋转一周，发现在转动过程中光屏上的亮度不变；在将四分之一波片置于P前，然后再转动P，发现光屏上亮点产生明暗交替的变化。

由此，判定入射光是:标准答案：BA. 线偏振光B. 圆偏振光C. 部分偏振光D. 自然光2. (4分)两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射,没有光线通过，当其中一偏振片慢慢的转过180°时，透射光强度发生变化为:标准答案：BA. 光强单调地增加B. 光强先增加，后减少至零C. 光强先增加，后减少，再增加D. 光强先增加，后减少，再增加，再减少至零3. (4分)光有【】种偏振态。

标准答案：CA. 3B. 4C. 5D. 64. (4分)普通光源—如太阳、电灯所发的光为【】。

标准答案：AA. 自然光线，B. 偏振光，C. 部分偏振光，D. 圆偏振光和椭圆偏振光。

5. (4分)光强为线偏振光，经过一个偏振片，此偏振片的透光方向与入射光偏振方向的夹角为，则经过这个偏振片后光强为【】，这就是马吕斯定律。

标准答案：AA.B.二、操作题共 2 小题共 80 分1. (40分)研究λ/2波片对偏振光的影响考题内容：研究λ/2波片对偏振光的影响1：使偏振片A和B的偏振轴正交(消光)，并在A和B之间插入一个λ/2波片C。

2：以光线为轴将λ/2波片转动任意角度，破坏消光现象，再将B转动360°，观察消光现象。

改变C(λ/2波片)的慢（或快）轴与激光振动方向之间的夹角θ，使其分别为15°、30°、45°、60°、75°、90°，转动B到消光位置θ′,记录角度θ′，并将记录填入下表：初始状态：考察关键点：要测量的物理量：★仪器使用顺序正常及仪器使用正确◆ (4.80分)仪器使用顺序正常及仪器使用正确评分规则：仪器使用顺序正常及仪器使用正确，得4.80分错误，整题不得分标准答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确★以光线为轴将λ/2波片转动任意角度,破坏消光现象，再将B转动360°。

光偏振计算题及答案

《光的偏振》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I 0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？解：(1) 自然光通过第一偏振片后，其强度 I 1 = I 0 / 2 1分通过第2偏振片后，I 2＝I 1cos 245︒＝I 1/ 4 2分通过第3偏振片后，I 3＝I 2cos 245︒＝I 0/ 8 1分通过每一偏振片后的光皆为线偏振光，其光振动方向与刚通过的偏振片的偏振化方向平行． 2分(2) 若抽去第2片，因为第3片与第1片的偏振化方向相互垂直，所以此时I 3 =0. 1分I 1仍不变． 1分2. 两个偏振片叠在一起，在它们的偏振化方向成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．若两次所测得的透射光强度相等，求两次入射自然光的强度之比．解：令I 1和I 2分别为两入射光束的光强．透过起偏器后，光的强度分别为I 1 / 2和I 2 / 2马吕斯定律，透过检偏器的光强分别为 1分1211cos 21αI I =', 2222cos 21αI I =' 2分按题意，21I I '='，于是 222121cos 21cos 21ααI I = 1分得 3/2cos /cos /221221==ααI I 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的偏振化方向相互垂直．一束光强为I 0的自然光垂直入射在偏振片上，已知通过三个偏振片后的光强为I 0 / 16．求第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向之间的夹角．解：设第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向间的夹角为θ．透过第一个偏振片后的光强 I 1＝I 0 / 2． 1分透过第二个偏振片后的光强为I 2，由马吕斯定律，I 2＝(I 0 /2)cos 2θ 2分透过第三个偏振片的光强为I 3，I 3 ＝I 2 cos 2(90°－θ ) = (I 0 / 2) cos 2θ sin 2θ = (I 0 / 8)sin 22θ 3分由题意知 I 3＝I 2 / 16所以 sin 22θ = 1 / 2，()2/2sin 211-=θ＝22.5° 2分4. 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o 60，一束光强为I 0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) 若将原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：(1) 透过第一个偏振片的光强I 1I 1＝I 0 cos 230° 2分＝3 I 0 / 4 1分透过第二个偏振片后的光强I 2， I 2＝I 1cos 260°＝3I 0 / 16 2分(2) 原入射光束换为自然光，则I 1＝I 0 / 2 1分I 2＝I 1cos 260°＝I 0 / 8 2分5.强度为I 0的一束光，垂直入射到两个叠在一起的偏振片上,这两个偏振片的偏振化方向之间的夹角为60°.若这束入射光是强度相等的线偏振光和自然光混合而成的，且线偏振光的光矢量振动方向与此二偏振片的偏振化方向皆成30°角，求透过每个偏振片后的光束强度．解：透过第一个偏振片后的光强为2001cos 212121⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=I I I 30° 2分＝5I 0 / 8 1分透过第二个偏振片后的光强I 2＝( 5I 0 / 8 )cos 260° 1分＝5I 0 / 32 1分6.两个偏振片P 1，P 2叠在一起，一束强度为I 0的光垂直入射到偏振片上．已知该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成，且入射光穿过第一个偏振片P 1后的光强为0.716 I 0；当将P 1抽出去后，入射光穿过P 2后的光强为0.375I 0．求P 1、P 2的偏振化方向之间的夹角．解：设入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角为θ1，已知透过P 1后的光强I 1＝0.716I 0，则I 1＝0.716 I 0＝0.5(I 0 / 2)＋0.5(I 0 cos 2θ1) 3分cos 2θ1＝0.932 θ1＝15.1°(≈15°) 1分设θ2为入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 2的偏振化方向之间的夹角．已知入射光单独穿过P 2后的光强I 2＝0.375I 0，则由 ()22000cos 212121375.0θI I I +⎪⎭⎫ ⎝⎛= 得 θ2＝60° 2分以α 表示P 1、P 2的偏振化方间的夹角，α有两个可能值α＝θ2＋θ1＝75° 2分或α＝θ2-θ1＝45° 2分7. 两个偏振片P 1、P 2叠在一起，其偏振化方向之间的夹角为30°．一束强度为I 0的光垂直入射到偏振片上，已知该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成，现测得连续透过两个偏振片后的出射光强与I 0之比为9 /16，试求入射光中线偏振光的光矢量方向．解：设入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角为θ，透过P 1后的光强I 1为 ()θ2001cos 212121I I I +⎪⎭⎫ ⎝⎛= 2分透过P 2后的光强I 2为 I 2＝I 1 cos 2 30°()2022/32/cos 21⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=I θ 3分 I 2 / I 1＝9 / 16cos 2 θ＝1 2分所以 θ＝0°即入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向平行．1分8.由两个偏振片(其偏振化方向分别为P 1和P 2)叠在一起，P 1与P 2的夹角为α．一束线偏振光垂直入射在偏振片上．已知入射光的光矢量振动方向与P 2的夹角为A (取锐角)，A 角保持不变，如图．现转动P 1，但保持P 1与E 、P 2的夹角都不超过A (即P 1夹在E 和P 2之间，见图)．求α等于何值时出射光强为极值；此极值是极大还是极小？解：入射光振动方向E 与P 1、P 2的关系如图．出射光强为 ()αα2202cos cos -=A I I 3分由三角函数“积化和差”关系，得20221cos 21cos 41⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=αA I I A 3分因为A 为锐角，α≤A ，所以A A 2121≤-α (见图)．所以 021cos 21cos >≥⎪⎭⎫ ⎝⎛-A A α 所以，I 2只在α = A / 2处取得极值，且显然是极大值． 2分 (用求导数的办法找极值点也可以)9.两个偏振片叠在一起，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90°，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之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：以P 1、P 2表示两偏振化方向，其夹角记为θ，为了振动方向转过90°，入射光振动方向E 必与P 2垂直，如图． 2分设入射光强为I 0，则出射光强为I 2＝I 0 cos 2(90°- θ ) cos 2θ ()θθθ2sin 4/cos sin 20220I I == 3分当2θ＝90°即θ＝45°时，I 2取得极大值，且 I 2max ＝I 0 / 4， 2分即 I 2max / I 0＝1 / 4 1分10.两个偏振片P 1、P 2叠在一起，一束单色线偏振光垂直入射到P 1上，其光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角固定为30°．当连续穿过P 1、P 2后的出射光强为最大出射光强的1 / 4时，P 1、P 2的偏振化方向夹角α是多大？解：设I 0为入射光强，I 为连续穿过P 1、P 2后的透射光强．I ＝I 0cos 230°cos 2α 2分显然，α＝0时为最大透射光强，即I max ＝I 0 cos 230°＝3I 0 / 4 1分由 I 0cos 230°cos 2α =I max / 4 可得 cos 2α 1 / 4＝, α＝60° 2分P 1P 2 E θ1 21 211.两个偏振片P 1、P 2叠在一起，其偏振化方向之间的夹角为30°．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．已知穿过P 1后的透射光强为入射光强的2 / 3,求(1) 入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向的夹角θ为多大？(2) 连续穿过P 1、P 2后的透射光强与入射光强之比．解：设I 0为自然光强．由题意知入射光强为2 I 0． 1分(1) I 1=2·2 I 0 / 3＝0.5 I 0＋I 0cos 2θ4 / 3＝0.5＋cos 2θ所以 θ＝24.1° 2分(2) I 1= (0.5 I 0＋I 0 cos 224.1°)＝2(2 I 0) / 3，I 2＝I 1cos 230°＝3 I 1 / 4所以I 2 / 2I 0 = 1 / 2 2分12.三个偏振片P 1、P 2、P 3顺序叠在一起，P 1、P 3的偏振化方向保持相互垂直，P 1与P 2的偏振化方向的夹角为α，P 2可以入射光线为轴转动．今以强度为I 0的单色自然光垂直入射在偏振片上．不考虑偏振片对可透射分量的反射和吸收．(1) 求穿过三个偏振片后的透射光强度I 与α角的函数关系式；(2) 试定性画出在P 2转动一周的过程中透射光强I 随α角变化的函数曲线．解：(1) 连续穿过三个偏振片之后的光强为 I ＝0.5I 0cos 2α cos 2(0.5π－α ) 2分＝I 0sin 2(2α) / 8 1分(2) 画出曲线 2分13.如图，P 1、P 2为偏振化方向相互平行的两个偏振片．光强为I 0的平行自然光垂直入射在P 1上． (1) 求通过P 2后的光强I ． (2) 如果在P 1、P 2之间插入第三个偏振片P 3，(如图中虚线所示)并测得最后光强I ＝I 0 / 32，求：P 3的偏振化方向与P 1的偏振化方向之间的夹角α (设α为锐角)．解：(1) 经P 1后，光强I 1＝21I 0 1分 I 1为线偏振光．通过P 2．由马吕斯定律有I ＝I 1cos 2θ 1分 ∵ P 1与P 2偏振化方向平行．∴θ＝0．故 I ＝I 1cos 20°＝I 1＝21I 01分 (2) 加入第三个偏振片后，设第三个偏振片的偏振化方向与第一个偏振化方向间的夹角为α．则透过P 2的光强αα2202cos cos 21I I =α40cos 21I = 2分由已知条件有 32/cos 21040I I =α ∴ cos 4α＝1 / 16 2分得 cos α＝1 / 2 即 α =60° 1分I 014.有一平面玻璃板放在水中，板面与水面夹角为θ (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，θ 角应是多大？解：由题可知i 1和i 2应为相应的布儒斯特角，由布儒斯特定律知tg i 1= n 1＝1.33； 1分tg i 2＝n 2 / n 1＝1.57 / 1.333， 2分由此得 i 1＝53.12°， 1分 i 2＝48.69°． 1分由△ABC 可得 θ＋(π / 2＋r )＋(π / 2－i 2)＝π 2分整理得 θ＝i 2－r由布儒斯特定律可知，r ＝π / 2－i 1 2分将r 代入上式得θ＝i 1＋i 2－π / 2＝53.12°＋48.69°－90°＝11.8° 1分15.一束自然光自水(折射率为1.33)中入射到玻璃表面上(如图).当入射角为49.5°时，反射光为线偏振光，求玻璃的折射率．解：设n 2为玻璃的折射率，由布儒斯特定律可得 n 2＝1.33 tg49.5°3分＝1.56 2分16.一束自然光自空气入射到水(折射率为1.33)表面上，若反射光是线偏振光，(1) 此入射光的入射角为多大？(2) 折射角为多大？解：(1) 由布儒斯特定律 tg i 0＝1.33得 i 0＝53.1°此 i b 即为所求的入射角 3分(2) 若以r 表示折射角，由布儒斯特定律可得r ＝0.5π－i 0＝36.9° 2分17.一束自然光由空气入射到某种不透明介质的表面上．今测得此不透明介质的起偏角为 56°，求这种介质的折射率．若把此种介质片放入水(折射率为1.33)中，使自然光束自水中入射到该介质片表面上，求此时的起偏角．解：设此不透明介质的折射率为n ，空气的折射率为1．由布儒斯特定律可得n ＝tg 56°＝1.483 2分将此介质片放入水中后，由布儒斯特定律tg i 0＝n / 1.33＝1.112i 0＝48.03° (＝48°2') 3分此i 0即为所求之起偏角．水玻璃。

高二物理光的偏振试题

高二物理光的偏振试题1.由下列哪些现象可以说明光是横波()A．光的干涉和衍射现象B．光的折射现象C．光的全反射现象D．光的偏振现象【答案】D【解析】根据光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性；光的折射现象仅反映了光通过两种介质的界面时的一种传播现象，不能说明光是横波；根据光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象；光的偏振现象说明振动方向与光的传播方向垂直，即说明光是横波，所以正确选项为D。

思路分析：干涉和衍射是波所特有的属性；偏振现象是横波才会出现的现象。

试题点评：考查学生对光的认识2.如图19－2所示，P是一偏振片，P的偏振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向。

下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()图19－2A．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】如题图所示，因偏振片的透振方向为竖直方向，水平方向振动的光不能透过，太阳光是自然光，故太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45°角振动的光，都能在P的另一侧观察到透射光，只是与竖起方向成45°角振动的光的透射光弱些，故A、B、D正确。

思路分析：利用起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过即光强为零。

偏振方向平行时，光强度达到最大。

试题点评：对偏振现象的实验的考查3.两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过。

如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象()A．透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零B．透过的光强先增强，然后减少到非零的最小值C．透过的光强在整个过程中都增强D．透过的光强先增强，再减弱，然后又增强【答案】A【解析】起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过即光强为零。

偏振方向平行时，光强度达到最大。

当其中一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强，又减少到零，所以答案为A。

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试题
偏振光的研究_01 出题：朱宏娜
部分偏振光经过检偏器后，在检偏器转动360︒的过程中，白屏上观察到的现象是（ B ）。

A，两明两零； B，两明两暗；
C，光强不变； D，都有可能。

偏振光的研究_02 出题：朱宏娜
自然光经过检偏器后，在检偏器转动360︒的过程中，白屏上观察到的现象是（ C ）。

A，两明两零； B，两明两暗；
C，光强不变； D，都有可能。

偏振光的研究_03 出题：朱宏娜
线偏振光经过检偏器后，在检偏器转动360︒的过程中，白屏上观察到的现象是（ A ）。

A，两明两零； B，两明两暗；
C，光强不变； D，都有可能。

偏振光的研究_04 出题：朱宏娜
椭圆偏振光经过检偏器后，在检偏器转动360︒的过程中，白屏上观察到的现象是（ B ）。

A，两明两零； B，两明两暗；
C，光强不变； D，都有可能。

偏振光的研究_05 出题：朱宏娜
圆偏振光经过检偏器后，在检偏器转动360︒的过程中，白屏上观察到的现象是（ C ）。

A，两明两零； B，两明两暗；
C，光强不变； D，都有可能。

偏振光的研究_06 出题：朱宏娜
椭圆偏振光经过1/4波片以后会变成（ B ）。