光的偏振习题3
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．。
光的偏振与双折射实验练习题
光的偏振与双折射实验练习题一、选择题1、下列关于光的偏振现象的说法中，正确的是（）A 自然光通过偏振片后成为偏振光B 只有横波才有偏振现象C 除了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D 光的偏振现象证明光是一种纵波2、一束自然光相继通过两个偏振片，两个偏振片的偏振化方向夹角为 30°，则通过第二个偏振片后的光强与通过第一个偏振片后的光强之比为（）A 3 ： 4B 3 ： 8C 1 ： 2D 1 ： 43、光的偏振现象说明（）A 光是一种电磁波B 光是一种横波C 光是一种纵波D 光是一种概率波4、对于双折射现象，以下说法正确的是（）A 双折射现象中，寻常光和非常光的传播速度相同B 双折射现象只发生在晶体中C 双折射现象中，寻常光遵守折射定律，非常光不遵守折射定律D 双折射现象说明晶体是各向同性的5、当自然光以布儒斯特角入射到两种介质的分界面上时，反射光为（）A 自然光B 部分偏振光C 完全偏振光D 椭圆偏振光二、填空题1、光的偏振是指光的________在垂直于光传播方向的平面内沿着特定方向振动的现象。
2、一束光通过一个偏振片后，光强变为原来的一半，这束光为________光。
3、双折射现象中，寻常光的折射率________非常光的折射率。
（填“大于”“小于”或“等于”）4、当自然光入射到各向同性介质的表面时，反射光和折射光都是________光。
三、简答题1、简述光的偏振现象，并举例说明其在生活中的应用。
2、解释什么是双折射现象，以及产生双折射现象的条件。
3、说明如何利用偏振片来检测光的偏振状态。
四、计算题1、一束自然光以 60°的入射角射到一平板玻璃表面上，反射光为完全偏振光，求玻璃的折射率。
2、有一束光强为 I₀的自然光，相继通过两个偏振片，两个偏振片的偏振化方向夹角为 45°，求通过第二个偏振片后的光强。
3、某种晶体对于波长为 5893nm 的钠黄光产生双折射，寻常光的折射率为1658，非常光的折射率为1486。
光学练习题光的偏振和马吕斯定律的计算
光学练习题光的偏振和马吕斯定律的计算光学练习题：光的偏振和马吕斯定律的计算光的偏振是光学中的重要概念之一，而马吕斯定律则是与光的偏振现象相关的基本定律。
本文将介绍光的偏振和马吕斯定律，并通过一系列练习题来进行计算实践。
1. 光的偏振光的偏振是指光波中的电场矢量方向在特定平面内振动的现象。
在自然光中，电场矢量的方向在各个方向上都是随机分布的，因此自然光是无偏振的。
当光通过介质或经过特殊处理后，电场矢量只在特定方向上振动，称为偏振光。
2. 马吕斯定律马吕斯定律是描述偏振光在通过偏振片时的行为的基本定律。
根据马吕斯定律，偏振光通过偏振片后，只有与偏振片振动方向相同的分量能通过，与偏振片振动方向垂直的分量则被完全吸收或者完全反射。
3. 光的偏振方向计算现在我们来通过以下练习题来计算光的偏振方向：练习题一：一束偏振光的电场矢量方向在水平方向上，经过一个偏振片后，只有一半的光通过。
请问该偏振片的振动方向是什么？解析：根据马吕斯定律，通过偏振片的光的强度是原来的一半，说明偏振片只能通过与其振动方向相同的分量。
由于原始光的电场矢量方向是水平的，所以该偏振片的振动方向也是水平的。
练习题二：一束线偏振光的电场矢量方向与某偏振片振动方向夹角为30°，通过该偏振片后，剩余光强度的一半被完全吸收。
请问该偏振片的振动方向是什么？解析：根据马吕斯定律，通过偏振片的光的强度剩余一半，并且剩余光强度的一半被完全吸收，说明该偏振片只能通过与其振动方向相同的分量，且振动方向与原始光电场矢量方向夹角为30°。
则该偏振片的振动方向为与原始光电场矢量方向夹角为30°的方向。
4. 马吕斯定律的计算实践现在我们将通过以下练习题来实践计算马吕斯定律：练习题三：一束偏振光的强度为10 mW，通过一个垂直于其电场矢量方向的偏振片后，剩余光强度为2 mW。
请计算通过偏振片前后偏振方向之间的夹角。
解析：通过偏振片前的光强度为10 mW，通过偏振片后的光强度为2 mW。
光的偏振典型习题
光的偏振1．下列关于偏振光的说法中正确的是( )A．自然光就是偏振光B．沿着一个特定方向传播的光叫偏振光C．沿着一个特定方向振动的光叫偏振光D．单色光就是偏振光答案：C解析：自然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；只有沿着特定方向振动的光才是偏振光。
所以选项C正确。
2．(2010·石家庄市第一中学高二检测)P是一偏振片，P的透振方向(用带箭头的实线表示) 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？( )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：只要光的振动方向不与偏振片的透振方向垂直，光都能通过偏振片。
太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45°角振动的光均能通过偏振片。
3．在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q。
在Q的后边放上光屏，以下说法正确的是( )A．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变B．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱C．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变D．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱答案：BD解析：P是起偏器，它的作用是把太阳光(自然光)转变为偏振光，该偏振光的振动方向与P的透振方向一致，所以当Q与P的透振方向平行时，通过Q的光强最大；当Q与P的透振方向垂直时，通过Q的光强最小，即无论旋转P或Q，屏上的光强都是时强时弱。
4.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处将看到光亮答案：BD解析：自然光沿各个方向发散是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只有沿着某一特定方向振动的光。
《第8章 光的偏振》
《第8章 光的偏振》一 选择题1. 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。
[ ]2. 三个偏振片P 1、P 2与P 3堆叠在一起，P 1与P 3的偏振化方向相互垂直，P 2与P 1的偏振化方向间的夹角为 30，强度为0I 的自然光垂直入射于偏振片P 1，并依次透过偏振片P 1、P 2与P 3，若不考虑偏振片的吸收和反射，则通过三个偏振片后的光强为 (A) 40I (B) 830I (C) 3230I (D) 160I[ ]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) 1／5 (C) 1／3 (D) 2／3[ ]4. 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0i ，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；(C)是完全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。
[ ]5. 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。
[ ]二 填空题1. 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．2. 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，则入射光中，自然光强I0与线偏振光强I之比为________________．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. 应用布儒斯特定律可以测介质的折射率.今测得此介质的起偏振角i0＝56.0，这种物质的折射率为_________________．5. 一束光线入射到单轴晶体后，成为两束光线，沿着不同方向折射．这样的现象称为双折射现象．其中一束折射光称为寻常光，它__________________定律；另一束光线称为非常光，它__________________定律．在光学各向异性晶体内部有一确定的方向，沿这一方向寻常光和非常光的____________相等，这一方向称为晶体的光轴．只具有一个光轴方向的晶体称为______________晶体．三计算题1. 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I0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I0 / 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．2. 两个偏振片P1、P2叠在一起，其偏振化方向之间的夹角为30°．一束强度为I0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I0之比为9 /16，试求入射光中线偏振光的光矢量方向．3. 一光束由强度相同的自然光和线偏振光混合而成．此光束垂直入射到几个叠在一起的偏振片上．(1) 欲使最后出射光振动方向垂直于原来入射光中线偏振光的振动方向，并且入射光中两种成分的光的出射光强相等，至少需要几个偏振片？它们的偏振化方向应如何放置？(2) 这种情况下最后出射光强与入射光强的比值是多少？4.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？四 研讨题1. 为了得到线偏振光，就在激光管两端安装一个玻璃制的“布儒斯特窗”（见图），使其法线与管轴的夹角为布儒斯特角。
光的偏振习题解答(试题复习)
第十九章 光的偏振一 选择题1. 把两块偏振片一起紧密地放置在一盏灯前，使得后面没有光通过。
当把一块偏振片旋转180︒时会发生何种现象：（ ）A. 光强先增加，然后减小到零B. 光强始终为零C. 光强先增加后减小，然后又再增加D. 光强增加，然后减小到不为零的极小值 解：)2π(cos 20+=αI I ,α从0增大到2π的过程中I 变大；从2π增大到π的过程中I 减小到零。
故本题答案为A 。
2. 强度为I 0的自然光通过两个偏振化方向互相垂直的偏振片后，出射光强度为零。
若在这两个偏振片之间再放入另一个偏振片，且其偏振化方向与第一偏振片的偏振化方向夹角为30︒，则出射光强度为：（ ）A. 0B. 3I 0 / 8C. 3I 0 / 16D. 3I 0 / 32 解：0000202032341432)3090(cos 30cos 2I I I I =⋅⋅=-=。
故本题答案为D 。
3. 振幅为A 的线偏振光，垂直入射到一理想偏振片上。
若偏振片的偏振化方向与入射偏振光的振动方向夹角为60︒，则透过偏振片的振幅为：（ ）A. A / 2B.2 / 3A C. A / 4 D. 3A / 4解：0222'60cos A A =，2/'A A =。
故本题答案为A 。
4. 自然光以60︒的入射角照射到某透明介质表面时，反射光为线偏振光。
则（ ）A 折射光为线偏振光，折射角为30︒B 折射光为部分偏振光，折射角为30︒C 折射光为线偏振光，折射角不能确定D 折射光为部分偏振光，折射角不能确定解：本题答案为B 。
光轴 e o 光波阵面 选择题5图。
6光的偏振作业
P 8.如图所示，S S1 S 2 为狭缝， P1 P2 P 为线偏振 片，其中 P1 和 P2 的偏振化方向互相垂直，P 和 P 的 偏振化方向互相平行，且与 P1 和 P2 的偏振化方向皆 成 450 。在下列4种情况下，屏上有无干涉条纹。
（1）撤掉 P 和 P ，保留 P1 和 P2 ，屏上 无 干涉条 纹。 （1）撤掉 P ，保留 P （1）撤掉 P ，保留 P （1） P P
n1 sin i n2 sin r i r 900
i 600 n2 3
5.一束单色自然光由空气入射到平面玻璃板上， 这时反射光是线偏振光，折射角是 300 ，问（1） 自然光的入射角和玻璃的折射率；（2）让透射 光通过旋转的偏振片，若测得出射光的最大强度 为 I1 ，最小强度为 I 2 ，则透射光中自然光和线 偏振光的强度各是多少？
I自 2 I 2 I 线 I1 I 2
2.两个正交的偏振片之间插入另一个偏振片， 并以角速度 旋转，以光强稳定的自然光入射， 证明透射光被调制，调制频率为转动频率的4倍
证明：可知某一时刻，插入的偏振片与两片的 夹角分别为 (t 0 ) ( 2 t 0 )，透射光强 和 度为： I0 I 透 cos 2 (t 0 ) cos 2 ( 2 t 0 ) 2 I0 2 sin (2t 2 0 ) 8 I0 (1 - cos(4t 4 0 )) (即证) 16
0
0
0
0
4.一束平行的自然光，以60°角入射到玻 璃表面上，若反向光束是完全偏振的，则 透射光束的折射角是＿＿＿＿；玻璃的折 30° 射率是为＿＿＿＿。 1.73 5.光在某两种界面上的全反射临界角是 60°，它在界面同一侧的布儒斯特角 arctan 2 2 是 ，在界面另一侧的布儒斯特 角是 arctan 2 。
第11-3章光的偏振作业-答案
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，现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，后减小，再增加； （C ）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。
2、自然光以 60 °的入射角照射到某一透明介质表面时，反射光为线偏振光，则有：（ B ）（A ）折射光为线偏振光，折射角为30 ° ； （B ）折射光为部分偏振光，折射角为 30 ° ； （C ）折射光为线偏振光，折射角不能确定； （D ）折射光为部分偏振光，折射角不能确定；3、一束光强为0I 自然光，垂直入射相继通过两个偏振片1P 、2P 后，出射光的光强为4/0I I =，则1P 、、2P 的偏振化方向的夹角为：（ B ） （A ）030。
（B ）045。
（C ）060。
（D ）090。
4、一束光垂直入射到一块偏振片上，当旋转偏振片一周时，透射光的强度有强弱变化，但没有完全变暗，则入射光为（ C ）（A ）自然光 （B ）线偏振光 （C ）部分偏振光 （D ）完全偏振光 5、自然光入射到放在一起的两块偏振片上,若透射光的强度为最大透射光强度的1/3,这两块偏振片的偏振化方向之间的夹角α为（ C ）。
(A) 3a r c c o s （B ） 31arccos（C ） 33arccos （D ） 23arccos 6、一束光是自然光和线偏振光的混合光，让它们垂直通过一偏振片，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 ）(A) 21 (B) 51 (C) 31 (D) 321．两偏振片的偏振化方向成30︒夹角时，自然光的透射光强为I 1，若使两偏振片透振方向间的夹角变为45︒时，同一束自然光的透射光强将变为I 2，则21/I I 为2/3 。
中北大学物理系大学物理第十三章光的偏振练习题
第十三章光的偏振一、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、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°．［］二、填空题1、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．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、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，则入射光中，自然光强I0与线偏振光强I之比为_________．4、某一块火石玻璃的折射率是1.65，现将这块玻璃浸没在水中（n=1.33）。
欲使从这块玻璃表面反射到水中的光是完全偏振的，则光由水射向玻璃的入射角应为__ ____．5、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．1。
物理光学练习题光的折射与偏振
物理光学练习题光的折射与偏振物理光学练习题：光的折射与偏振光的折射是光线从一种介质进入另一种介质时发生的现象，而光的偏振是指光波中的电矢量沿着特定方向振动的现象。
在物理光学中，这两个概念都是非常重要的。
本文将通过一些练习题来加深我们对光的折射与偏振的理解。
题目1：光的折射定律有一束光从空气(折射率n1=1)射入玻璃(折射率n2=1.5)中，入射角为30°，求光线的折射角。
解析：根据光的折射定律，入射角i、折射角r和两种介质的折射率的关系可以用以下公式表示：n₁sin(i) = n₂sin(r)。
将给定的数值代入公式中，可以得出：1sin(30°) = 1.5sin(r)。
解这个方程，可得光线的折射角r约等于19.47°。
题目2：光的全反射光从折射率为n1=1的介质射入折射率为n2=1.5的介质中，如果入射角大于一个临界角θc，则会发生全反射。
求临界角θc。
解析：由折射定律可知，当折射角r=90°时，sin(r)的最大值为1。
根据折射定律n₁sin(i) = n₂sin(r)，可以推导出sin(θc) = n2/n1。
将给定的折射率代入公式，可以得到sin(θc) = 1.5/1 = 1.5。
因为sin(θc)的最大值为1，所以θc的角度应该是大于90°的。
因此，θc不存在实际解，光不会发生全反射。
题目3：偏振光的特性一束光通过偏振片P1，光的电场矢量方向沿着偏振片的轴向，然后再通过偏振片P2，光的电场矢量方向与P2的轴向成30°的角度。
求通过P2后光的强度相对于通过P1的光的强度的比值。
解析：由于光的振动方向与偏振片P1的轴向一致，所以通过P1后的光的强度与未经过P1的光的强度相同。
然后根据马吕斯定律，当一束光通过偏振片时，其强度与光的电场矢量与偏振片轴向之间夹角的余弦的平方成正比。
所以，通过P2后的光的强度相对于通过P1的光的强度的比值为cos²(30°)，即0.75。
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。
光学练习题光的偏振和马吕斯定律
光学练习题光的偏振和马吕斯定律光的偏振是光学中一种重要的现象，描述了光波在传播过程中振动方向的特性。
而马吕斯定律则给出了描述光波偏振方向旋转的定量关系。
本文将通过几个光学练习题来帮助读者深入理解光的偏振和马吕斯定律。
练习题一：线偏振光考虑一束线偏振光，振动方向为垂直于入射面。
当这束光通过一个偏振片后，再经过另一个偏振片，两个偏振片之间的角度为θ。
请问，当θ改变时，透射光强度的变化情况如何？解析：根据马吕斯定律，光通过两个偏振片之间的角度为θ时，如果一开始的光是完全线偏振光，那么透射光的强度将与θ的正弦的平方成正比。
透射光强度 = 入射光强度× cos²θ由此可见，当θ改变时，透射光的强度也会发生变化。
当θ为0°或180°时，光的振动方向与第二个偏振片的主轴方向平行，透射光强度最大；当θ为90°或270°时，光的振动方向与第二个偏振片的主轴方向垂直，透射光强度最小。
练习题二：圆偏振光现有一束圆偏振光，顺时针方向旋转。
当这束光通过一个偏振片后，再经过另一个偏振片，两个偏振片之间的角度为θ。
请问，当θ改变时，透射光的特性如何变化？解析：对于圆偏振光，振动方向沿着光波传播的轴线旋转。
当θ为0°时，透射光为线偏振光，振动方向与第二个偏振片的主轴方向平行；当θ为45°时，透射光为椭圆偏振光，振动方向既有水平分量，又有垂直分量，且强度相等；当θ为90°时，透射光为线偏振光，振动方向与第二个偏振片的主轴方向垂直。
练习题三：偏振片组合现有两个偏振片，一个偏振片的主轴方向与光的振动方向成角度α，另一个偏振片的主轴方向与光的振动方向成角度β。
请问，当光通过这两个偏振片后，透射光的强度如何受α和β的影响？解析：根据马吕斯定律，光通过两个偏振片的组合后，透射光的强度与两个偏振片的角度关系如下：透射光强度 = 入射光强度× cos²(α-β)从上述公式可以看出，透射光的强度受到角度(α-β)的影响。
光的偏振3(2014)
ΔL ( n0 ne )d
四分之一波片 2 (no ne )d 2
(no ne )d 4
线偏振光 光轴 d
o光
e光
对不同波长的光，四分之一波片的厚度不同（P133） 二分之一波片 2 (no ne )d
例2 、如图所示，在两偏振片P1、P2之间插入四分之 一波片，并使其光轴与 P1 的偏振化方向间成 45o 角。 光强为 I 的单色自然光垂直入射于 P1 ，转动 P2 求透过 C P1 P2 P2的光强I'。
45o
解：线偏振光在本题条件下通过四分之一波片后成为 圆偏振光，因 45 它的两个互相垂直的分振动的振幅相等，为 转动P2,透过光强不变。透过光强度可如下求出：
•
S
A
B
P
C
作业
6.9; 6.10
o
760
（吸收涂层） 方解石 no=1.658,
加拿大树胶
ne 1.486
ng 1.55
no n
可产生全反射! 其临界角 θC 69012
结论：入射方向在水平线上下不超过 140 出射的是一束振动方向在纸面内的线偏振光。
2、渥拉斯登棱镜：能给出振动面垂直的两线偏振光。
四分之一玻片
部分偏振光
部分偏振光
线偏光
四分之一玻片
出射光光强变 化,无消光。 线性起偏器
4–6–4
P1
自然光 线偏光
C
椭偏光
P2
线偏光
线性起偏器
波片
线性起偏器
E1
C Ee
E1
P2
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2A B (b)(a)图1i 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。
大学物理光学光的偏振习题
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
第4节光的偏振同步练习(word版含答案)
2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第一册第五章第4节光的偏振过关演练一、单选题1．下列说法正确的是（）A．观看3D电影时，观众戴的偏振眼镜两个镜片的透振方向相互平行B．电磁波和声波均能产生干涉、衍射、偏振现象C．假设火车以接近光速的速度通过站台，站台上的旅客将观察到车上乘客变矮了D．根据多普勒效应可以算出宇宙中的星球靠近或远离地球的速度2．生活中会遇到各种波，下列说法正确的是（）A．声波和光波均会发生偏振现象B．用白光做单缝衍射与双缝干涉实验，均可看到彩色条纹C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波都可以在真空中传播D．手机在通话时既有电磁波又有声波，它们传播速度相同3．如图所示，下列说法不正确．．．的是（）A．图甲中，P、Q是偏振片，M是光屏，当P固定不动，缓慢转动Q时，光屏M 上的光亮度将会变化，此现象表明光波是横波B．图乙是双缝干涉示意图，若只减小屏到双缝间的距离L，两相邻亮条纹间距离将减小C．图乙中用白光进行实验，中央亮条纹是彩色的，两侧条纹也是彩色的D．利用红外线进行遥感主要是因为红外线的波长长，容易发生衍射4．下列说法正确的是（）A．在摆角很小时，单摆的周期与振幅有关B．当火车鸣笛匀速靠近观察者时，观察者听到的声音频率变大C．光的偏振现象说明光是一种纵波D．两列波相叠加产生干涉现象时，振动加强区域的点始终在最大位移处5．为了汽车夜间行车安全，有人提出设想:将汽车的挡风玻璃和车灯罩做成偏振片，使司机只能看到自己车灯的光而看不见对面车灯发出的光，从而大大减少因对面车灯发出的光造成的视线模糊。
以下关于光的偏振的说法正确的是（）A．振动方向和透振方向一致的光能透过偏振片B．光的振动方向指的是磁场方向C．光的偏振现象证明了光是一种机械波D．泊松亮斑就是一种偏振现象6．下列说法正确的是（）A．图1中，用自然光照射透振方向（箭头所示）互相垂直的前后两个竖直放置的偏振片，光屏依然发亮B．图2为光导纤维示意图，内芯的折射率比外套的折射率小C．能使图3中水波通过小孔MN后，发生衍射更明显的方法是增大小孔尺寸，同时增大水波的频率D．图4中，使摆球A先摆动，摆球B、C接着做受迫振动，则三个摆的振动周期相等7．下列关于光现象，说法正确的是（）A．泊松亮斑是光的干涉现象B．用标准平面检测光学平面的平整度利用了光的衍射C．光的偏振证明了光是横波D．一束单色光由空气斜射入水中，该单色光频率变大，速度减小8．我国已进入5G新时代，所谓5G是指第五代通倌技术，采用3300-5000HZ频段的无线电波。
4-3光-光的偏振 大学物理作业习题解答
种介质射到第二种介质时，起偏角为i12，从第二种介质射到第
一种介质时，起偏角为i21．若i12 > i21 ，问那一种介质是光密介
质？ i12 + i21 等于多少?
4
解 两起偏角应分别满足
tan i12
n2 n1
和
tan i21
n1 n2
.
因为i12 > i21
在 0 ~ 范围，正切函数为增函数．所以有
在什么情况下 o光的主平面和e光的主平面都在入射面内？
答：（１）晶体中存在寻常光线折射率与非常光线折射率相同
（或o光光速与e光速相同）的方向，光在晶体中沿这个方向传
播不发生双折射，这个方向叫做晶体的光轴．光线与光轴组成
的平面叫做主平面．
5
沿光轴入射的光进入晶体后一般不再沿光轴传播，因此会产生双 折射．只有光轴与界面法线的夹角等于折射角时，光进入晶体后 才沿光轴传播，才不会发生双折射．
Ae A cos 350 0.819A, Ao A sin 350 0.574A.
(2)由于波长片对分解的o光e光产生2的相位差 ，所以任何
光通过波长片后，偏振态都不变化．线偏振光过波长片后仍
为线偏振光，且振动方向不变．所以在与起偏振器垂直的检
偏振器后光强为零．
14
补充3.2 在实验室内，用一块偏振片和钠光灯，如何鉴别下列片 外观相同的偏振器件:(1)偏振片；(2) 1/4波片；(3)1/2波片．
解:(1)由马吕斯定律，自然光通过两偏振器后，光强变为：
I I0 cos2 600 I0 . 出、射光强之比为
2
8
I 1. I0 8
(2)若中间的偏振片与两偏振片均成30o角，由马吕斯定律得出
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第四章 光的偏振（2）一．选择题：（共30分）1．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 ） 干涉条纹的间距不窄，但明纹的亮度减弱。
（D ） 无干涉条纹。
2．光强为I 0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I 0之比为 [ ]（A ）1/4 （B ） 3/4 （C ）1/8 （D ）3/83．如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为600，假设二者对光无吸收，光强为I 0的自然光垂直入在偏振片上，则出射光强为 [ ](A) I 0/8 (B) 3I 0 /8 (C) I 0 /4 (D) 3 I 0/44．光强为I 0的自然光依次通过两个偏振片和，若的偏振化方向的夹角，则透射偏振光的强度是[ ](A) I 0/4 (B) √3 I 0/4 (C) √3 I 0/2 (D) I 0/8 (E) 3I 0 /85．两偏振片堆叠在一起，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： [ ](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，再减小至零6．一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7．一束单色平面偏振光，垂直投射到一块用方解石（负晶体）制成的四分之一波片（对投射光的频率）上，如图所示，如果入射光的振动面与光轴成450角，则对着光看从波片射出的光是(A) 逆时针方向旋转的圆偏振光(B) 逆时针方向旋转的椭圆偏振光(C) 顺时针方向旋转的圆偏振光 (D) 顺时针方向旋转的椭圆偏振光8(A) 线偏振光 (B) 部分偏振光(C) 和原来旋转方向相同的圆偏振光 (D) 和原来旋转方向相反的圆偏振光9（对投射光的频率）上，如图所示 成300角，则对着光看从波片射出的光是(A) 逆时针方向旋转的圆偏振光(B) 逆时针方向旋转的椭圆偏振光(C) 顺时针方向旋转的圆偏振光(D) 顺时针方向旋转的椭圆偏振光10．一束单色线偏振光其偏振化方向与1/4波片的光轴夹角α =π/4。
此偏振光经过波片后[ ](A)仍为线偏振光 (B) 振动面旋转了(C) 振动面旋转了 (D) 变为圆偏振光二、填空题1． 一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片方向成450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． 使光强为I 0的自然光依次垂直通过三块偏振片P 1、P 2和P 3。
与的偏振化方向成450角。
则透过三块偏振片的光强I 为__________3． 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S 1和S 2的前面分别加一同质同厚的偏振片P 1、P 2 ，则当P 1与P 2的偏振化方向相互_______时， 在屏幕上仍能看到很清楚的干涉条纹。
4． 一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃上，就偏振状态来说则反射光为________，反射光矢量的振动方向________，透射光为_________。
5． 如图所示，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________. 6． 在以下五个图中，前四个图表示线偏振光入射于两种介质分界面上，最后一图表示入射光是自然光，n 1、n 2为两种介质的折射率，图中入射角i 0=arctg(n 2/ n 1)，i ≠i 0 试在图上画出实际存在的折射光线和反射光线，并用点或短线把振动方向表示出来。
7． 用方解石晶体(n o >n e )切成一个顶角A = 300的三棱镜，其光轴方向如图，若单色自然光垂直AB 面入射（见图）。
试定性的画出三棱镜内外的光路，并画出光矢量的振动方向。
8． 圆偏振光通过四分之一波片后，出射的光一般是________偏振光。
9． 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 o =1.6584、n e =1.4864，则o 、e 两光透过晶片后的光程差为______μm 10． 11． 波长为600 nm 光的主折射率为1.74，对寻常光的折射率为则此波片的最小厚度为_________12． 如图所示，一束线偏振光垂直的穿过一个偏振片M 和一个1/4波片N ，入射线偏振光的光振动方向与1/4波片的光轴平行，偏振片M 的偏振化方向与1/4波片光轴的 S M夹角为450，则经过M 后光是_______偏振光；经过N 后的光是______偏振光 13． 原来为光学各向同性的介质，在机械应为作用下，显现出光学各向异性即产生双折射现象，称为________效应；在外加电场作用下，发生双折射现象，称为_________效应；在外加磁场的作用下，发生双折射现象，称为_________效应。
三、计算题1． 两个偏振片叠在一起，一束单色自然光垂直入射。
（1）若认为偏振是理想的（对投射部分没有反射和吸收），当连续穿过两个偏振片后的透射光强为最大透射光强的1/3时，两偏振片偏振化方向间的夹角α为多大？ （2）若考虑到每个偏振片因吸收和反射而使透射光部分的光强减弱5%，要使透射光强仍如（1）中得到的透射光强，则此时α应为多大？2． 有三个偏振片叠在一起，已知第一个与第三个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，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为多大时，该入射光连续通过三个偏振片之后的光强为最大。
3． 一束单色自然光以入射角500从空气入射到一块方解石晶体的表面上，方解石的光轴平行方解石表面且入射面垂直，求方解石中的两条折射线间的夹角。
已知n折射率取为14． 一束单色自然光自空气(n = 1)入射到一块方解石晶体上，晶体光轴方向如图所示，其主折射率 n o = 1.658、n e =1.486，已知晶体厚度d = 2.00 cm ，入射角I = 600。
（1） 求a 、b 两透射光间的垂直距离；（2） 两束透射光中，哪一束在晶体中是寻常光？哪一束在晶体中是非寻常光？透射光的光矢量振动方向如何？并请在图中注明。
5． 一束单色自然光（波长λ=589.3×10-9 m）垂直入射在方解石晶片上，光轴平行于晶片的表面，如图。
已知 晶片厚度d = 0.05 mm ，对该光方解石的主折射率 n o =1.658、n e =1.486。
求（1） o 、e 两光束穿出晶片后的光程差∆L（2） o 、e 两光束穿出晶片后的位相差∆Φ6．用方解石制作对钠黄光（波长λ=589.3×10-9 m ）适用的四分之一波片（1） 请指出应如何选取该波长的光轴方向；（2） 对于钠黄光，方解石的主折射率分别为n 7． 如图所示，在两个偏振化方向互相平行的偏振片P 1 和P 2之间插入一块厚度为d 的方解石晶片，用波长 为λ=5000Å的单色平行自然光垂直入射时，透过检偏器P 2的光强恰好为零。
已知此方解石晶片的光轴C 与起偏器P 1的偏振化方向间的夹角α=450光轴与晶片表面平行，方解石的主折射率n o =1.66、n e =1.49。
求此方解石晶片可能的最小厚度d 。
8． 在两个相互正交的尼科耳棱镜之间放一块 水晶的旋光晶片（光轴垂直水晶的表面），如图，入射光为纳黄光（λ=589.3×10-9 m ），对此波长水晶的旋光率α =21.750/mm ，若使出射光最强，求晶片的最小厚度。
9． 一束单色线偏振光(λ=589.3×10-9 m)沿光轴方向通过水晶块，如图。
已知对右、左旋圆偏振光的水晶折射率分别为n R =1.55812、n L =1.54870， a 2I 045的位相差为π，则晶体厚度l 四、证明题1． 若i 2． 的示意图，两个尼科耳M 、N它们的偏振取向与电场方向分别成±450角。
克尔盒为盛有介质的二端透光的容器，内有一个平行板长为板间距为d 通过尼科耳N ，若给极板加电压U 则有光通过尼科耳N 。
此时两偏振光间产生的位相差为σ =2πk l U 2/d 2试由克尔效应表示式∆n=n ∥-n ⊥=n e 五、改错题1． 用方解石晶体(n o >n e )若有错误请另画出图予以改正。
2． 用方解石晶体(n o >n e )棱镜AB 六、问答题 第1题1． 试写出马吕斯定律的数学表达式，并说明式中各符号代表什么。
2． 如图所示，三种透明介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的折射率分别为n 1、n 2、n 3它们之间的两个交界面互相平行。
一束自然光以起偏角i 0由介质Ⅰ射向介质Ⅱ，欲使在介质Ⅱ和介质Ⅲ的交界面上的反射光也是线偏振光，三个折射率n 1、n 2和n 3之间应满足什么关系？3． 假设石英的主折射率n o 和n e 与波长无关。
某块石英晶片对波长为7000Å的光是四分之一波片。
当波长为3500Å的线偏振光垂直入射到该晶片上、且其振动方向与晶片光轴成角450时，透射光的偏振状态是怎样的？第6．2题第5．2题 3n。