东华理工大学物理练习试卷答案光的偏振

解：反射光为完全偏振光时，入射角为布儒斯特角。
i0
arctg1.33534' 1
∴太阳的仰角为
9 0 i0 9 0 5 3 4 ' 3 6 5 6 '
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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.
9.逆光拍摄水下景物时，在照相机镜头前加一 偏振镜 ，可使景物 更加清晰，此时由景物发出进入照相机的光线 不变 （填“增 加”、“减少”或“不变”）。
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三、计算题
10.用相互平行的一束自然光和一束线偏振光构成的混合光垂直照
射在一偏振片上，以光的传播方向为轴旋转偏振片时，发现透
射光强的最大值为最小值的5倍，试求入射光中自然光强 I0与 线偏振光强I之比值。
解：设通过第一个偏振片后的光强为I0
I0
1 2
I
通过第二个偏振片的光强由马吕斯定律可得
I
I0 cos2
1 2
I cos2
I/ I 1 cos2 1
2
4
arccos
1 2
45
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12.如图所示三个偏振片，P1 和P3的偏振方向相互垂直， P1 和P2的 偏振化方向相互平行。设入射自然光的光强为I0，若第二块偏振片
解：自然光通过偏振片后光强为
I 0
1 2
I0
线偏振光通过偏振片后最大光强为 I I ，最小光强为零。
由题可知
I0 0 1 I0 I 5
得 I 4 I0
I0 2 I0 1 I I 2
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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？
P一2以系恒统定后角，速出度射ω光绕的光光传强播为的I方向I0旋1转c，os4试证t 明. ：此自然光通过这
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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
I0
P2的夹角为ωt， P2 与P3的夹角为
(90 °- ωt) 。由马吕斯定律可得
P1
P2
I P3
I I 0 c o s 2 t c o s 2 9 0 t 2
7.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r的值为 π/2 - arctan n2/n.1
i0 n1
r
n2
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8.原来为光学各向同性的介质，在机械应力作用下，显现出光学各 向异性即产生双折射现象，称为 光弹性（应力双折射）效应；在外 加电场作用下，发生双折射现象，称为 电光（克尔及普克尔斯）效 应；在外加磁场的作用下，发生双折射现象，称为 磁光（磁致双折射或科顿-莫顿磁光）效应。
光的偏振
一、选择题
1.一束由自然光和线偏光组成的复合光通过一偏振片,当偏振片转 动时,最强的透射光是最弱的透射光光强的16倍,则在入射光中,自然 光的强度I1和偏振光的强度I2之比I1:I2为[ A]
(A) 2:15； (B) 15:2； (C) 1:15； (D) 15:1.
2.杨氏双缝实验中,设想用完全相同但偏振化方向相互垂直的偏 振片各盖一缝,则屏幕上[ D ]
(A)是自然光； (B)是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直入射面； (C)是完全偏振光且光矢量的振动方向平行入射面； (D)是部分偏振光.
i0
1
2
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2
二、填空题
6.使光强为I0的自然光依次垂直通过三块偏振片P1、P2和P3。相 邻偏振片的偏振化方向成450角。则透过三块偏振片的光强I为
I0/8 .
I0 sin 2 t cos2 t 2
I0 sin 2 2 t I0 1 1 cos 4 t
8
82
I I0 1 cos 4 t
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13.两个偏振片堆叠在一起，使它们的偏振化方向夹角为 。 （1）假定没有吸收，则自然光垂直入射后，其透射光强与原入 射光强之比是多少？
(A)条纹形状不变,光强变小； (B)条纹形状不变,光强也不变； (C)条纹移动,光强减弱； (D)看不见干涉条纹.
3.光强为I0的自然光垂直通过两个偏振片，它们的偏振化方向之
间的夹角α =600，设偏振片没有吸收，则出射光强I与入射光强I0之
比为[ C ]
(A) 1/4； (B) 3/4； (C)精1选/课8；件 (D) 3/8.
（2）今测得某釉质的起偏角i0=58 °，试求该釉质的折射率。
解：（1）由布儒斯特定律可得
i0arctgn n1 2arctg11..3530348
（2）
tgi0
n2 n1
n2 n1tgi0 1tg58 1.60
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15.如果从一池静水（n=1.33)的表面反射出来的太阳光是完全偏振 的，试求太阳所在位置的仰角。
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（2）由于两偏振片都有10%的吸收，要在以上情况中考虑两次 光的吸收，得
II110%cos21 2Io110%2cos2
I 1110%2cos21110%2cos2600.1013
I0 2
2
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14. （1）试求光在装满水的容器底部反射时的布儒斯特角。容器 用冕牌玻璃制成，折射率为1.50，水的折射率为1.333。
（2）如果两偏振片各吸收了10%的可通过光线，则透射光强与 原入射光强之比是多少？
解：（1）设原光强为I0 ，出射光强为I，两偏振片偏振化方向间 角为α
自然光通过起偏器后
I
1 2
I0
再通过检偏器，由马吕斯定律得
I
Icos2
1 2Io
cos2
I 1cos2 1cos2 60 0.125
Io 2
2
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4.两偏振片堆叠在一起，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1800时透射光强度发生变化为[ B ]
(A)光强单调增加； (B)光强先增加，后有减小至零； (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.
5.一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[ B ]