4.物理光学-偏振

物理光学——偏振

一.填空题

1.1 偏振度最大的光是（完全偏振光 ）。

1.2 同一束入射光（ 折射 ）时分成（ 两束 ）的现象称为双折射。

1.3 在双折射晶体内不遵循( 折射定律 )的光称为e 光；O 光的波面为( 球面 )，e 光的

波面为( 椭球面 )。

1.4 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（ 速度 ）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（ 单轴 ）晶体。

1.5 当光线沿光轴方向入射到双折射晶体上时，不发生（ 双折射 ）现象，沿光轴方向寻常

光和非寻常光的折射率（ 相同 ）；传播速度（ 相同 ）。

1.6 当自然光以布儒斯特角入射到非晶体界面时，反射光为（ 平面偏振光 ），透射光为（ 部

分偏振光 ）。

1.7 马吕斯定律的数学表达式为α=20cos I I 。式中，I 为通过检偏器的透射光的强度，I 0

为入射（ 线偏振光 ）的强度；α为入射光矢量的（振动方向）和检偏器（ 偏振化 ）

方向之间的夹角。

1.8 两个偏振片堆叠在一起且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/4π，则穿过第一偏振片后的光强为

（ 02

1I ），穿过两个偏振片后的光强为（ 0 ）。 1.9 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，测得透射光强度的最大值是最小值的5倍，那么入射光束中自然光和线偏振光

的光强比值为（ 1：2 ）。

1.10 一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片方向成450角，已知通过这两个偏振片后

的光强为I ，则入射至第二个偏振片的线偏振光强度为（ 2I ）。

1.11 一束自然光以布儒斯特角入射到平面玻璃上，就偏振状态来说：反射光为（线偏振光 ）；

反射光矢量的振动方向（ 垂直于入射面或为S 振动 ）；透射光为（部分偏振光）。

1.12 当一束自然光在两种介质分界面处发生反射和折射时，若反射光为完全偏振光，则折

射光为（部分偏振光 ），且反射光线和折射光线之间的夹角为（ 2/π ）。反射光的光

矢量振动方向（ 垂直于入射面或为S 振动 ）。

1.13 一束自然光从折射率为n 1的介质入射到折射率为n 2的介质界面，实验发现反射光是完

全偏振光，则折射角的值为（ )arctan(21

2n n -π ）。 1.14 一束平行自然光以60o 角入射到平板玻璃表面上，若反射光是完全偏振的，则透射光束

的折射角是（ 30o ），玻璃的折射率为 （ 3 ）。

1.15 如果从一池静水（ n =1.33 ）表面反射的太阳光是完全偏振的，那么太阳的仰角大致

等于（ 37︒ ）；反射光E 矢量的振动方向应与入射面（ 垂直 ）。

1.16 为了比较两个被自然光照射的非金属材料表面的亮度，对其中一个表面直接进行观察

（记作A ），另一个表面通过两块透振方向夹角为600的偏振片观察(记作B)。若观察

到两表面的亮度相同，则两表面实际的亮度比A ：B 是（ 0.1 ）( 已知光通过每一块

偏振片后损失入射光能量的 10% )。

1.17 线偏振光入射到折射率为1.732的玻璃片上，若入射角是 60°且入射光的光失量与入射

面夹角30°角。由分界面上反射的光强占入射光强的百分比为（ 6.25% ）

1.18 有一平行石英片是沿平行于光轴方向切出的，要把它切成黄光的41波片，

则石英片的厚度应为（cm k 31064.1)12(-⨯⨯+）（石英的552.1=e n ，543.1=o n ，nm 3.589=λ）

1.19 线偏振光垂直入射到一个表面和光轴平行的波片，投射出来后，原来在波片中的寻常光

及非常光产生了大小为π的相位差，则波片的厚度为（cm k 31075.2)12(-⨯+）

1.20 圆偏振光通过四分之一波片后，出射光是（ 线 ）偏振光。

1.21 一束钠黄光(自然光、λ=589.3nm)自空气(n=1)垂直入射方解石晶片的表面，晶片厚度为

0.05 mm ，对钠黄光而言，方解石的主折射率分别为n o =1.6584、n e =1.4864。则o 光、e

光透过晶片后的光程差为（ 8.6 ）um ，两光透过晶片后的位相差为（ 91.7 ）rad 。

1.22 两个尼科耳棱镜 N 1和 N 2的夹角为 60°

，在他们之间放置另一个尼科耳棱镜N 3，让平行的自然光通过该系统（设入射光强为 I 0）。假设各尼科耳棱镜对光均无吸收，当 N 3

和 N 1的偏振方向的夹角为（30°）时，通过系统的最大光强是（ I 32

9 ） 1.23 线偏振平行光，在真空中波长为589nm ，垂直入射到方解石晶体上，晶体的光轴与表面

平行。已知方解石晶体对该单色光的折射率为n o =1.658，n e =1.486，则在晶体中的寻常

光的波长o λ =（ 355nm ），非寻常光的波长e λ=（ 396nm ）。

1.24 线偏振光垂直入射到一块光轴平行于表面的方解石波片上，光的振动面和波片的主截面

成300 角。则透射出来的寻常光和非常光的相对强度为（3

1）；用钠光（λ=589nm ）入射时如要产生 900 的相位差，波片的设计厚度应为（ cm 5102.8-⨯）。

1.25 线偏振光垂直入射到一块表面平行于光轴的双折射波片上，光的振动面和波片光轴成

250

角，波片中的寻常光透射出来的相对强度为（ 0.22 ）

1.26 在两个正交尼科耳棱镜1N 和2N 之间垂直插入一块波片，发现2N 后面有光射出。但当2N 绕入射光向顺时针旋转20°后，2N 的视场全暗，此时，把波片也绕入射光顺时针

旋转20°，2N 的视场又亮了。则这是（半）波片；2N 要再转过（40°）角才能使2

N 的视场又变为全暗。

1.27 厚度为0.025mm 的方解石波片，其表面平行于光轴，放在两个正交的科耳棱镜之间，光

轴与两个科耳棱镜的主截面各成45°。如果射入第一个科耳棱镜的光是波长为

400-760nm 的可见光，则透过第二个科耳棱镜的光中少了（ 430nm 、480nm 、540nm 、610nm 、

710nm ）波长的光。

1.28 线偏振光通过晶体或介质后振动面旋转了一定角度的现象叫做（旋光效应）。

1.29 能使线偏振光的振动面逆时针旋转一定角度的介质叫做（左旋介质）。

1.30 线偏振光振动面的旋转角度随波长变化的现象叫做（旋光色散）。

二. 选择题

2.1 光从空气中以530角入射到水中,若该入射角恰好是起偏角,则折射角等于（ D ）

A ：390

B ：530

C ：900

D ：370

2.2 光从水中以370角入射到空气中，若该入射角恰好是起偏角，则折射角等于（ D ）

A ：390

B ：370

C ：900

D ：530

2.3 自然光以60°的入射角照射到某一未知折射率的透明介质表面时，若反射光为线偏振光，

则 ( 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

2.4 自然光以600的入射角由空气入射到平板玻璃表面上，反射光为线偏振光，则知（ A ）

A: 折射光的折射角为30°，玻璃的折射率为1.73

B: 折射光的折射角为60°，玻璃的折射率为1.73

C: 折射光的折射角为30°，玻璃的折射率为1.50

D: 折射光的折射角为60°，玻璃的折射率为1.50

2.5 自然光以60º的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为线偏振光，则知折射光为( D )

A ：线偏振光且折射角是300

B ：部分偏振光且只是在该由真空入射到折射率为3的介质时，折射角是30º