No.7光学四参考答案

NO.7 波动光学（4）参考答案

班级 学号 姓名 成绩

一．选择题

1．一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 【 A 】

参考：设自然光的强度n I 、线偏振光的强度p I ，最大透射光强度max 2

n

p I I I =

+，最小透射光强度min 2n I I =

。根据题意：max min 5522n n p I I I I I =+==，则1

2

n p I I = 。

2．一束光强为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 (A)

420I ； (B) 08I ； (C) 20I ； (D) 220I 。 【 B 】

参考：由马吕斯定律：10/2I I =，2021cos 60I I = 。

3. 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。当其中一偏振片以入射光线为轴慢慢转动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，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。 【 C 】 参考：最初两偏振片的偏振化方向垂直。 4．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° 【 D 】 参考：布儒斯特定律。

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，则在玻璃板下面界面的反射光O 2 A 是 (A) 自然光． (B) 部分偏振光．

(C)

(D) 【 D 】

参考：光线12O O 为线偏振光，且光矢量的振动方向平行于入射面的分量占优；在玻璃板下面界面的反射时，仍然满足布儒斯特定律，反射光2O A 振动方向垂直于入射面。

二．填空题

1． 检验自然光、线偏振光和部分偏振光时，使被检验光垂直入射到偏振片上，然后以入射光线

为轴旋转偏振片。若从振偏片射出的光线 强度没有变化 ，则入射光为自然光；若射出的光线 强度有变化，但是不会减小到0 ，则入射光为部分偏振光；若射出的光线 强度有最大和消光出现 ，则入射光为完全偏振光。

参考：教材对于三种光线的定义、矢量分解、表示方法。

2． 一束自然光由折射率为n 1的介质入射到折射率为n 2 的介质分界面上。已知反射光为完全偏

振光，则入射角为

2

1

arctan

n n ，折射角为12

arctan

n n 。

参考：布儒斯特定律。

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，最右边的一个图表示

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。

三．计算题

1．三个偏振片P 1、P 2、P 3按此顺序叠在一起，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；

（2） 定性画出P 2转动一周过程中透射光强I 随α 角变化的函数关系：I=I （α），α∈[0，2π]的图象。 [参考解]

（1）ααα2sin 8

sin cos 220220I

I I ==

（2）

2. 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？ [参考解]

（1）33

.15.1tan 12=

=n n i

4.4833.1

5.1arctan ==i （2）II 、III 交界面上入射角i '为：

i i -='2π 5

.115.133.1tan ≠='i （使II 、III 交界面的反射光为线偏振光的条件不满足）

所以II 、III 交界面的反射光不是线偏振光。

III n 3

α

P 3