第6章光的双折射与光调制

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第6章光的双折射与光调制

1. 一块水晶平板厚0.85mm，光轴与表面平行。用汞灯的绿光（λ=546.1nm）垂直照射，求o光和e光在晶体中的光程以及两者的相位差。

2. 如图所示，单色自然光以θ =60o角由空气入射到某单轴晶体表面，晶体的光轴与其表面平行且垂直于入射面，对该单色光的主折射率分别为n o=1.512，n e=1.470。（1）试画出透射光及其偏振方向。（2）设晶体厚度h=1cm，试求晶体出射面上两光束的间距。

3. 如图所示，一束自然光垂直进入由负晶体制成的棱镜，图中虚线为光轴c的方向。试确定光束在棱镜中以及出射后的传播方向和偏振方向。

4. 用尼科耳棱镜观察部分偏振光，当尼科耳棱镜相对于强度极大值位置转过60°时，透射光强度减为一半，求光束的偏振度。

5. 用一个λ/4片和一个偏振片组合检验一束椭圆偏振光。达到消光位置时，λ/4片的光轴与偏振片透振方向相差22°，求椭圆的长短轴之比。

6. 强度为I0的单色平行自然光通过两个正交放置的尼科耳棱镜。现在两个尼科耳棱镜之间插入一个λ/4片，其主截面与第一个尼科耳棱镜的主截面成60°角，求出射光的强度（忽略反射、吸收等损耗）。

7. 一块0.025mm厚的方解石晶片，表面平行于光轴，放在两个正交尼科耳棱镜之间。晶片的主截面与两个正交尼科耳棱镜主截面均成45°角。试问：（1）在可见光范围内哪些波长的光不能通过？（2）如果将第二个尼科耳棱镜的主截面转到与第一个平行，哪些波长的光不能通过？

8. 一束强度为I o的自然光垂直穿过三块平行放置的偏振片P1、P2和P3，已知P2和P3的透振方向分别与P1的透振方向成45o和90o角，求出射光强I。

9. 已知强度为I0的自然光依次通过两个尼科耳棱镜，并测得透射光的强度取极大值。现将其中一个棱镜以光的传播方向为转轴旋转θ 角，假设棱镜材料的吸收损耗可以忽略。试求：（1）初始时两尼科耳棱镜主截面之间的夹角θ0=？（2）θ=300、600、900时，透射光的强度和振幅。

10. 长度为15cm的左旋葡萄糖溶液使钠黄光的偏振面旋转了25.6°，已知该溶液的比旋光率为[α]=-51.4°/dm(g/cm3)，求溶液浓度。

课外讨论题

1. 若将一束平面偏振光入射到以角速度ω0绕光束方向转动的λ/2片上，问出射光的偏振态如何？其光矢量如何变化？

2. 我们已经知道，利用波前分割、振幅分割以及偏振面分割等方法，可以获得两束相干光波，试分析能否利用旋光效应实现分光并获得两束相干光波？

3. 如图所示，将一块λ/4片放在输出平面偏振光的激光器输出端外侧，并使其光轴与激光器输出光束的偏振面夹角为45o ，则该λ/4片起着“光隔离器”的作用，可以阻止外部反射光再次返回激光器谐振腔。试说明其原理，并比较基于λ/4片的光隔离器与磁光隔离器的异同点。

反射镜 反射镜λ/4

片