19光的偏振习题解答76466
19光的偏振答案
光的偏振一、单选题：1、（3173A15）B2、（3246B40）A3、（3248C45）B4、（3368A20）B5、（3369B35）C6、（3538B25）B7、（3542A20）A8、（3544B25）B9、（3545B25）D 10、（3639A10）C 11、（5221B30）C 12、（5222B25）E13、（5223B25）D 14、（5330B25）C二、填空题：1、（3535A20） 5.2 ×10-72、（3230B30） 2 ； 1 / 43、（3370A20） 2I4、（3371B40） 60°(或π / 3) ； 9I 0 / 325、（3541B40） 1 / 26、（3543A15） I 0 / 2； 07、（3548B25） 2212cos /cos αα8、（3550B30） 平行或接近平行9、（3643A10） 线偏振光(或完全偏振光，或平面偏振光) ；光(矢量)振动 ；偏振化(或透光轴)10、（5224B25） I 0 / 811、（5538A15） 60°12、（5660B40） α20cos 21I ； α＋θ－21π (或 α＋θ－90°) 参考解：由马吕斯定律，I ＝I 1 cos 2α＝21 I 0 cos 2α 插入第三个偏振片后，由括号中所给的假设，则有如图所示的振幅投影图．若使P 2旋转一角度θ后发生消光现象，则此时P 2的偏振化方向必定与P 3的偏振化方向垂直．由几何图形可得：α－α'＋θ＝21π 或 α－α'＋θ＝90° ∴ α'＝α＋θ－21π 或α'＝α＋θ－90° 13、（3233A15） 314、（3234A15） 完全（线）偏振光 ； 垂直于入射面 ； 部分偏振光15、（3235A15） 37° ； 16、（3236A15） 30︒ ； 1.732 17、（3237B35） 见右图18、（3238A15） π / 2－arctg(n 2 / n 1)19、（3239A15） 1.4820、（3240A15） 51.121、（3243B25） 355 nm ；369 nm P 1P 3P 2P 2P P 2 a 'αθP 1β i i i 0 i 0 i 022、（3250B30） 54.7°23、（3366A10） 完全偏振光（或线偏振光） ； 垂直 24、（3367A10） 见右图 25、（3373A15） 35.5°(或35°32＇) 26、（3374A20） 部分 ； π / 2 (或90°)27、（3640A05） n 2 / n 128、（3641A05） 33°29、（3646A15） tg i 0＝n 21 (或tg i 0＝n 1 / n 2 ) ； i 0 ； n 21 (或n 2 / n 1)30、（3648A15） 线偏振 (或完全偏振，平面偏振) ；部分偏振 ；布儒斯特 31、（3244C45） 见右图：o 、e 光画正确各2分 32、（3649A10） 非常寻常 33、（3807A20） 传播速度 ；单轴34、（3808A10） 波动 ； 横35、（7507B30） 见右图：晶体内、外折射光线画对各2分 36、（7966A10） 遵守通常的折射 ； 不遵守通常的折射三、计算题： 1、（3231A20）解：(1) 自然光通过第一偏振片后，其强度 I 1 = I 0 / 2 1分通过第2偏振片后，I 2＝I 1cos 245︒＝I 1/ 4 2分通过第3偏振片后，I 3＝I 2cos 245︒＝I 0/ 8 1分通过每一偏振片后的光皆为线偏振光，其光振动方向与刚通过的偏振片的偏振化方向平行． 2分(2) 若抽去第2片，因为第3片与第1片的偏振化方向相互垂直，所以此时I 3 =0． 1分I 1仍不变． 1分2、（3645B25）解：令I 1和I 2分别为两入射光束的光强．透过起偏器后，光的强度分别为I 1 / 2和I 2 / 2马吕斯定律，透过检偏器的光强分别为 1分1211cos 21αI I =', 2222cos 21αI I =' 2分 按题意，21I I '='，于是 222121cos 21cos 21ααI I = 1分 得 3/2cos /cos /221221==ααI I 1分3、（3764B30）解：设第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向间的夹角为θ．透过第一个偏振片后的光强 I 1＝I 0 / 2． 1分透过第二个偏振片后的光强为I 2，由马吕斯定律，I 2＝(I 0 /2)cos 2θ 2分透过第三个偏振片的光强为I 3，I 3 ＝I 2 cos 2(90°－θ ) = (I 0 / 2) cos 2θ sin 2θ = (I 0 / 8)sin 22θ 3分由题意知 I 3＝I 2 / 16所以 sin 22θ = 1 / 2，()2/2sin 211-=θ＝22.5° 2分 4、（3766A15）解：(1) 透过第一个偏振片的光强I 1I 1＝I 0 cos 230° 2分＝3 I 0 / 4 1分透过第二个偏振片后的光强I 2， I 2＝I 1cos 260°＝3I 0 / 16 2分(2) 原入射光束换为自然光，则I 1＝I 0 / 2 1分I 2＝I 1cos 260°＝I 0 / 8 2分5、（3767B40）解：(1) 透过P 1的光强 I 1＝I 0 / 2 1分设P 2与P 1的偏振化方向之间的夹角为θ，则透过P 2后的光强为I 2＝I 1 cos 2θ = (I 0 cos 2θ ) / 2 2分透过P 3后的光强为⎪⎭⎫ ⎝⎛-π=θ21cos 223I I ()θθ220sin cos 21I =()8/2sin 20θI = 3分 由题意可知I 3＝I 0 / 8，则θ＝45°． 1分(2) 转动P 2，若使I 3＝I 0 / 16,则P 1与P 2偏振化方向的夹角θ＝22.5° 2分P 2转过的角度为(45°－22.5°)＝22.5° ． 1分6、（3768B30）解：透过第一个偏振片后的光强为2001cos 212121⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=I I I 30° 2分 ＝5I 0 / 8 1分透过第二个偏振片后的光强I 2＝( 5I 0 / 8 )cos 260° 1分＝5I 0 / 32 1分7、（3770B35）解：设入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角为θ1，已知透过P 1后的光强I 1＝0.716I 0，则I 1＝0.716 I 0＝0.5(I 0 / 2)＋0.5(I 0 cos 2θ1) 3分cos 2θ1＝0.932 θ1＝15.1°(≈15°) 1分设θ2为入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 2的偏振化方向之间的夹角．已知入射光单独穿过P 2后的光强I 2＝0.375I 0，则由 ()22000cos 212121375.0θI I I +⎪⎭⎫ ⎝⎛= 得 θ2＝60° 2分以α 表示P 1、P 2的偏振化方间的夹角，α有两个可能值α＝θ2＋θ1＝75° 2分或 α＝θ2-θ1＝45° 2分8、（3771B30）解：以P 1、P 2、P 3分别表示三个偏振片，I 1为透过第一个偏振片P 1的光强，且I 1 = I 0 / 2． 1分设P 2与P 1的偏振化方向之间的夹角为θ，连续穿过P 1、P 2后的光强为I 2，()θθ20212cos 21cos I I I == 1分 设连续穿过三个偏振片后的光强为I 3，()θ-= 90cos 223I I()θθ220sin cos 21I = 1分 ()8/2sin 20θI = 1分 显然，当2θ＝90°时,即θ＝45°时，I 3最大． 1分9、（3772B30）解：设二偏振片以P 1、P 2表示，以θ表示入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角，则透过P 1后的光强度I 1为θ2001cos 212121I I I +⎪⎭⎫ ⎝⎛= 2分 连续透过P 1、P 2后的光强I 2o 45cos 211I I =()45cos cos 214/2200⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=θI I 2分 要使I 2最大，应取cos 2θ＝1，即θ＝0，入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向平行． 2分此情况下， I 1＝3 I 1 / 4 1分()8/345cos 4/30202I I I == 1分 10、（3773B30）解：设入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角为θ，透过P 1后的光强I 1为()θ2001cos 212121I I I +⎪⎭⎫ ⎝⎛= 2分 透过P 2后的光强I 2为 I 2＝I 1 cos 2 30°()2022/32/cos 21⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=I θ 3分 I 2 / I 1＝9 / 16cos 2 θ＝1 2分所以 θ＝0°即入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向平行． 1分11、（3774C45）解：设入射光中两种成分的强度都是I 0，总强度为2 I 0．(1) 通过第一个偏振片后，原自然光变为线偏振光，强度为I 0 / 2， 原线偏振光部分强度变为I 0 cos 2θ，其中θ为入射线偏振光振动方向与偏振片偏振化方向P 1的夹角．以上两部分透射光的振动方向都与P 1一致．如果二者相等，则以后不论再穿过几个偏振片，都维持强度相等(如果二者强度不相等，则以后出射强度也不相等)．因此，必须有I 0 / 2＝I 0 cos 2 θ，得θ＝45︒． 2分为了满足线偏振部分振动方向在出射后“转过”90︒，只要最后一个偏振片偏振化方向与入射线偏振方向夹角为90︒就行了． 2分综上所述，只要两个偏振片就行了(只有一个偏振片不可能将振动方向“转过”90︒)． 2分 配置如图，E 表示入射光中线偏振部分的振动方向， P 1、P 2分别是第一、第二偏振片的偏振化方向 2分(2) 出射强度I 2＝(1/2)I 0 cos 2 45︒＋I 0 cos 4 45︒＝I 0 [(1 / 4)+(1 / 4)]=I 0/2 比值 I 2/(2I 0)＝1 / 4 2分 12、（3775B35）解：设I max ，I min 分别表示出射光的最大值和最小值，则I max ＝I a / 2＋I b 2分I min ＝ I a / 2 2分令 ()()n I I I I I a b a =+=2//2//min max所以 ()1/2/-=n I I b a 1分13、（3776C45） 解：入射光振动方向E 与P 1、P 2的关系如图．出射光强为 ()αα2202cos cos -=A I I 3分由三角函数“积化和差”关系，得20221cos 21cos 41⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=αA I I A 3分 因为A 为锐角，α≤A ，所以A A 2121≤-α (见图)．所以 021cos 21cos >≥⎪⎭⎫ ⎝⎛-A A α 所以，I 2只在α = A / 2处取得极值，且显然是极大值． 2分 (用求导数的办法找极值点也可以)14、（3778B30） 解：以P 1、P 2表示两偏振化方向，其夹角记为θ，为了振动方向转过90°，入射光振动方向E 必与P 2垂直，如图． 2分设入射光强为I 0，则出射光强为 I 2＝I 0 cos 2(90°- θ ) cos 2θ ()θθθ2sin 4/cos sin 20220I I == 3分 当2θ＝90°即θ＝45°时，I 2取得极大值，且 I 2max ＝I 0 / 4， 2分即 I 2max / I 0＝1 / 4 1分15、（3779C45）解：设I 0为入射光中自然光的强度，I 1、I 2分别为穿过P 1和连续穿过P 1、P 2的强度．(1) 由题意，入射光强为2I 0，()θ20001cos 5.0221I I I I +== 得 cos 2θ＝1 / 2， θ ＝45° 3分(2) I 2＝(0.5I 0＋I 0cos 245°) cos 2α =()0241I P 1P 245°45°E P 12A /2αE P 1P 2 E θ得 21cos 2=α , α＝45° 2分 (3) ()()02001221%101cos 21I I I I =-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=θ ∴ 58.38 95.5cos 2==θθ 3分 ()()0212241%101cos I I I =-=α 95cos 2=α 81.41=α 2分 16、（3780B35）解：设I 0为自然光强，x I 0为入射光中线偏振光强，x 为待定系数．(1) () 30cos 45cos 5.02200xI I +()()45cos 60cos 5.05/92200xI I += 解出 x = 1 / 2 5分可得入射光强为3I 0 / 2. I 入=3I 0/2 1分(2) 第一次测量I 1/I 入=()()02005.1/45cos 5.05.0I I I +2121131=⎪⎭⎫ ⎝⎛+= 2分 第二次测量I 1/I 入=()()02005.1/60cos 5.05.0I I I +＝5 / 12 2分(3) 第一次测量 I 2/I 入=0.5cos 230°＝3 / 8 1分第二次测量 I 2/I 入=5cos 245°/ 12 ＝5 / 24 1分17、（3781A20）解：设I 0为入射光强，I 为连续穿过P 1、P 2后的透射光强．I ＝I 0cos 230°cos 2α 2分显然，α＝0时为最大透射光强，即I max ＝I 0 cos 230°＝3I 0 / 4 1分由 I 0cos 230°cos 2α =I max / 4 可得cos 2α 1 / 4＝, α＝60° 2分18、（3782B30）解：设I 0为自然光强．由题意知入射光强为2 I 0． 1分(1) I 1=2·2 I 0 / 3＝0.5 I 0＋I 0cos 2θ4 / 3＝0.5＋cos 2θ所以 θ＝24.1° 2分(2) I 1= (0.5 I 0＋I 0 cos 224.1°)＝2(2 I 0) / 3，I 2＝I 1cos 230°＝3 I 1 / 4所以 I 2 / 2I 0 = 1 / 2 2分19、（3783A15）解：(1) 连续穿过三个偏振片之后的光强为 I ＝0.5I 0cos 2α cos 2(0.5π－α ) 2分 ＝I 0sin 2(2α) / 8 1分 (2) 画出曲线 2分 20、（3796B35） 解：设入射光中自然光的强度为I 0，则总的入射光强为2I 0． II 0 / 8π/4π/23π/45π/4π3π/2α(1) 第一次最后出射光强I 2＝(0.5I 0＋I 0cos 245°)cos 230°第二次出射光强2I '＝(0.5 I 0＋I 0cos 230°)cos 2θ 4分 由I 2＝32I ' / 4 ，得cos 2θ＝4 / 5，θ＝26.6° 2分 (2) 第一次穿过P 1的光强I 1＝0.5I 0＋I 0cos 245°＝I 0I 1 / (2 I 0)＝1 / 2 1分第二次相应有 1I '＝(0.5I 0)＋I 0cos 230°＝5I 0 / 4， 1I ' /( 2I 0)＝5 / 8 1分 (3) 第一次， I 2 / 2 I 0＝I 1cos 230°/ (2 I 0) ＝3 / 8 1分第二次， 2/1)2/(cos 2/02102='='I I I I θ 1分 21、（3797B35）解：（1）理想偏振片的情形，设入射光中自然光强度为Ｉ0，则总强度为2Ｉ0．穿过Ｐ1后有光强o 30cos 5.02001I I I +=，得 625.08/5)2/(01==I I 3分穿过Ｐ1、P 2之后，光强I 2＝o 45cos 21I ＝I 1/2所以 ()313.016/52/02==I I 3分（2）可透部分被每片吸收10％．穿过P 1后光强%9011⨯='I I ， 563.0)2/(9.0)2/(0101=='I I I I 2分 穿过P 1、P 2之后，光强为2I '，253.0)2/(02='I I 2分 22、（3798B35）解： 设I 为自然光强(入射光强为2I 0)；θ为入射光中线偏振光的光矢量振动方向与第一个偏振片偏振化方向间的夹角．(1) 据题意 0.5I cos 230°＝I cos 2θ·cos 230° 3分cos 2θ ＝1 / 2θ＝45° 1分(2) 总的透射光强为2×21I cos 230° 2分 所以透射光与入射光的强度之比为21cos 230°＝3 / 8 1分 (3) 此时透射光强为 (I cos 230°)(1－5%)2 2分所以透射光与入射光的强度之比为21 (cos 230°)(1－5%)2＝0.338 1分 23、（3799C45）解：设I 0为自然光强；I 1、I 2分别为穿过P 1和连续穿过P 1、P 2后的透射光强．由题意知入射光强为2I 0．(1) I 2＝(0.5I 0＋I 0cos 245°)cos 2α 2分显然，当α＝0 时，透射光强最大．I max ＝I 0 / 2＋I 0cos 245°＝I 0 / 2＋I 0 / 2＝I 0 1分由题意知 cos 2α ＝2 / 3 1分 α＝35.26° 1分(2) I 0 / 2＋(I 0 cos 245°)](1－10％) cos 2α(1-10％)＝(2 / 3)( I 0 / 2＋I 0 cos 245°) 3分cos 2α＝(2 / 3)(1 / 0.92) α＝24.9° 2分24、（3800C45）解：设I 0为自然光强；I 1、I 2分别为穿过P 1和连续穿过P 1、P 2后的透射光强度．由题意知入射光强为2I 0．(1) I 1＝I 0 / 2＋I 0cos 2θ =2I 0/2 2分cos 2θ＝1 / 2得 θ＝45° 1分由题意，I 2＝I 1 / 2， 又I 2＝I 1 cos 2α，所以cos 2α＝1 / 2，得 ＝45° 2分(2) I 1＝[I 0 / 2＋I 0cos 2θ ](1－5%)=2I 0/2 2分得 θ＝42° 1分仍有I 2＝I 1 / 2，同时还有I 2＝I 1cos 2α (1－5%)所以 cos 2α＝1 / (2×0.95)， α＝43.5° 2分25、（3801C45）解：设I 为自然光强；xI 为入射光中线偏振光强，x 为待定系数，即入射光中线偏振光强与自然光强之比．据题意，入射光强为I ＋xI ．(1) 2145cos cos 2160cos 60cos 212222=⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛+ θxI I xI I ① 3分 125cos 212=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+xI I xI I θ ② 3分 ①×② ()245144/212=+⎪⎭⎫ ⎝⎛+x x 解得 21=x 2分 (2) 将x 值代入② ()12532cos 21212=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+θ cos 2θ =1 / 4 θ＝60° 2分26、（3802C45）解：设I 为自然光强；I 1、I 2分别为穿过P 1和连续穿过P 1、P 2后的透射光强度．由题意知入射光强为2I ．(1) II I I I 260cos 21221+= 2分 ＝3 / 8 1分I I I I I 230cos 60cos 212222 ⎪⎭⎫ ⎝⎛+= 2分 ＝9 / 32 1分(2) ()%101260cos 21832-+=II I2/9.0cos 212⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=θ 1分 cos 2θ＝0.333 θ＝54.7° 1分()222%1012cos 7.54cos 21329-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=II I α 1分 所以 cos 2α＝0.833 ， α＝24.1° 1分[或 ()9.0cos 833292α= ，cos 2α = 0.833, α = 24.1°] 27、（3809B25）解：设I 0为入射光强度；I 为连续穿过两偏振片的光强．(1) α20cos 21I I = 2分 显然，当α＝0 时，即两偏振化方向平行时，I 最大．I max ＝21I 0 1分 由 α200cos 212131I I =⎪⎭⎫ ⎝⎛ 得 α＝54.8° 2分(2) 考虑对透射光的吸收和反射，则()α2200cos %51212131-=⎪⎭⎫ ⎝⎛I I 2分 α＝52.6° 1分28、（3810B25）解：设I 为自然光强，据题意(0.5I ＋I cos 245°)cos 230＝(0.5I ＋I cos 230°)cos 2θ 4分 有 cos 2θ＝3 / 5 θ＝39.23° 1分29、（5661A20）解：(1) 经P 1后，光强I 1＝21I 0 1分 I 1为线偏振光．通过P 2．由马吕斯定律有I ＝I 1cos 2θ 1分 ∵ P 1与P 2偏振化方向平行．∴θ＝0．故 I ＝I 1cos 20°＝I 1＝21I 0 1分 (2) 加入第三个偏振片后，设第三个偏振片的偏振化方向与第一个偏振化方向间的夹角为α．则透过P 2的光强αα2202cos cos 21I I =α40cos 21I = 2分 由已知条件有 32/cos 21040I I =α ∴ cos 4α＝1 / 16 2分 得 cos α＝1 / 2 即 α =60° 1分30、（3241C55）解：由题可知i 1和i 2应为相应的布儒斯特角，由布儒斯特定律知tg i 1= n 1＝1.33； 1分 tg i 2＝n 2 / n 1＝1.57 / 1.333， 2分 由此得 i 1＝53.12°， 1分 i 2＝48.69°． 1分 由△ABC 可得 θ＋(π / 2＋r )＋(π / 2－i 2)＝π 2分 整理得 θ＝i 2－r由布儒斯特定律可知， r ＝π / 2－i 1 2分 将r 代入上式得θ＝i 1＋i 2－π / 2＝53.12°＋48.69°－90°＝11.8°1分 31、（3784A10）解：由布儒斯特定律tg i 0＝1.33 3分 得 i 0＝53.1°2分 32、（3785A10）解：光从水(折射率为n 1)入射到空气(折射率为n 2)界面时的布儒斯特定律tg i 0＝n 2 / n 1＝1 / 1.33 3分 i 0＝36.9°(＝36°25')2分 33、（3786A10）解：设n 2为玻璃的折射率，由布儒斯特定律可得n 2＝1.33 tg49.5° 3分 ＝1.562分 34、（3787A10）解：(1) 由布儒斯特定律 tg i 0＝1.33得 i 0＝53.1°此 i b 即为所求的入射角3分 (2) 若以r 表示折射角，由布儒斯特定律可得r ＝0.5π－i 0＝36.9°2分 35、（3788A15）解：(1) 设该液体的折射率为n ，由布儒斯特定律tg i 0＝1.56 / n 2分 得 n ＝1.56 / tg48.09°＝1.401分 (2) 折射角r ＝0.5π－48.09°＝41.91° (＝41°55' )2分 36、（3789A15）解：设此不透明介质的折射率为n ，空气的折射率为1．由布儒斯特定律可得n ＝tg 56°＝1.483 2分将此介质片放入水中后，由布儒斯特定律 tg i 0＝n / 1.33＝1.112i 0＝48.03° (＝48°2') 3分 此i 0即为所求之起偏角． 37、（3791A15）解：光自水中入射到玻璃表面上时，tg i 0＝1.56 / 1.33 2分 i 0＝49.6° 1分 光自玻璃中入射到水表面上时，tg 0i '＝1.33 / 1.56 0i '＝40.4° (或 0i '＝90°－i 0＝40.4°) 2分 38、（3793B25）解：(1) 据布儒斯特定律 tg i ＝(n 2 / n 1)＝1.50 / 1.33 2分 i ＝48.44° (＝48°62') 1分 (2) 令介质Ⅱ中的折射角为r ，则r ＝0.5π－i ＝41.56° 2分 此r 在数值上等于在Ⅱ、Ⅲ界面上的入射角。
19光的偏振习题解答资料
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 。
5. 如题图所示，一束光垂直投射于一双折射晶体上，e o 选择题5图晶体的光轴如图所示。
下列哪种叙述是正确的？（）A o光和e光将不分开B n e>n oC e光偏向左侧D o光为自然光解：本题答案为C。
6. 某晶片中o光和e光的折射率分别为n o和n e（n o>n e），若用此晶片做一个半波片，则晶片的厚度应为（光波长为λ）：（）A λ / 2B λ / 2n oC λ / 2n eD λ / 2(n o-n e)解：本题答案为D7. 一束圆偏振光经过四分之一波片后，（）A. 仍为圆偏振光B. 为线偏振光C. 为椭圆偏振光D. 为自然光解：本题答案为B。
人教版高中物理选择性必修第一册《4.6 光的偏振 激光》练习题(解析版)
4.6 光的偏振激光【四大题型】【人教版2019】目录知识点1：偏振、光的偏振 (1)【题型1 偏振现象】 (2)知识点2：偏振现象的应用 (4)【题型2 偏振现象的应用】 (5)知识点3：激光的特点及其应用 (6)【题型3 激光的特点及应用】 (6)【题型4 光现象的辨析】 (7)知识点1：偏振、光的偏振一、偏振1、定义：波分为纵波和横波。
在纵波中，各点的振动方向总与波的传播方向在同一直线上。
在横波中，各点的振动方向总与波的传播方向垂直。
不同的横波，即使传播方向相同，振动方向也可能是不同的。
这个现象称为“偏振现象”。
横波的振动方向称为“偏振方向”。
2、横波独有的特征偏振现象是横波所特有的，故利用偏振现象可判断一列波是横波还是纵波。
二、光的偏振1、偏振片：由特定的材料制成，每个偏振片都有一个特定的方向，沿着这个方向振动的光波能顺利通过偏振片，偏振方向与这个方向垂直的光波不能通过，这个方向叫作“透振方向”。
2、观察光的偏振（1）取一个偏振片P，让阳光或灯光通过偏振片P，与偏振片透振方向相同的光能通过偏振片，如图甲所示。
（2）在偏振片P的后面再放置另一个偏振片Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片Q，当偏振片Q与P的透振方向平行时，穿过Q的光最强，如图乙所示。
（3）当Q与P的透振方向垂直时，光不能透过Q，如图丙所示。
3、偏振光的产生方式（1）让自然光通过偏振片即可产生偏振光。
（2）自然光在玻璃、水面等表面反射或折射时，反射光和折射光都是偏振光，入射角变化时偏振的程度也有变化。
【题型1 偏振现象】【例1】（24-25高二上·江苏南通·月考）用图示实验装置演示光的偏振现象，白炽灯O发出的光通过两个透振方向平行的偏振片P，Q照到光屏上，通过偏振片前后的光束分别用Ⅰ、Ⅰ、Ⅰ表示，下列说法正确的是（）A．白炽灯发出的光是纵波B．偏振片Q起到起偏的作用C．光束Ⅰ中光振动方向与透振方向平行D．将偏振片P以光传播方向为轴转过45 ，光束Ⅰ将消失【变式1-1】（23-24高二下·河北张家口·期中）如图所示，让白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P和Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象。
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(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.。
2019_2020学年高中物理第十三章第5节光的衍射第6节光的偏振练习(含解析)新人教版选修3_4
光的偏振[随堂检测]1．(多选)下列说法中正确的是( )A．光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光B．光振动沿各个方向均匀分布的光是偏振光C．光振动沿特定方向的光才是偏振光D．光振动沿特定方向的光才是自然光解析：选AC.根据自然光、偏振光的概念易判断出选项A、C正确．2．如图所示的4种明暗相间的条纹，是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样以及黄光、紫光各自通过同一个单缝形成的衍射图样(黑色部分表示亮纹)．则在下面的四个图中从左往右排列，哪个图是黄光形成的条纹( )解析：选D.双缝干涉的图样是明暗相间的干涉条纹，所有条纹宽度相同且等间距，故A、C是红光、蓝光各自通过同一个双缝干涉仪器形成的干涉图样；单缝衍射条纹是中间明亮且宽大，越向两侧宽度越小越暗，而波长越大，中央亮条纹越粗，故B、D是衍射图样，紫光波长较短，则中央亮条纹较细，故B是紫光的衍射条纹，D是黄光的衍射条纹．3．在光的单缝衍射实验中可观察到清晰的亮暗相间的图样，下列四幅图片中属于光的单缝衍射图样的是( )A．a、c B．b、cC．a、d D．b、d解析：选D.a为双缝干涉，b为单色光单缝衍射，c为圆孔衍射，d为白光单缝衍射，故选D. 4．观察单缝衍射现象时，把缝宽由0.2 mm逐渐增大到0.8 mm，看到的现象是( )A．衍射条纹的间距逐渐变小，衍射现象逐渐不明显B．衍射条纹的间距逐渐变大，衍射现象越来越明显C．衍射条纹的间距不变，只是亮度增强D．以上现象都不会发生解析：选A.由单缝衍射实验的调整与观察可知，狭缝宽度越小，衍射现象越明显，衍射条纹越宽，条纹间距也越大．本题的调整是将缝调宽，现象向相反的方向发展，故选项A正确，选项B、C、D错误．[课时作业] [学生用书P115(单独成册)]一、单项选择题1．下列现象中可以说明光是横波的是 ( )A．光的干涉现象B．光的衍射现象C．光的全反射现象D．光的偏振现象解析：选D.光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性；光的全反射现象，说明光由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象；光的偏振现象说明光的振动方向与传播方向垂直，即说明光是横波，所以正确选项为D.2．某研究性学习小组用激光束照射圆孔和不透明圆板后，分别得到如图所示的衍射图样．据此可以判断出( )A．甲是光线射到圆孔后的衍射图样，乙是光线射到圆板后的衍射图样B．乙是光线射到圆孔后的衍射图样，甲是光线射到圆板后的衍射图样C．甲、乙都是光线射到圆孔后的衍射图样，甲孔的直径较大D．甲、乙都是光线射到圆板后的衍射图样，乙板的直径较大解析：选A.甲图的衍射图样为明暗相间的圆环，而乙图为在影的中心有一个亮斑——泊松亮斑，故甲为光线通过圆孔后形成的衍射图样，乙为光线射到不透光的圆板上形成的衍射图样，A正确．3．在观察光的衍射现象的实验中，通过紧靠眼睛的卡尺测脚形成的狭缝观看远处的线状白炽灯丝(灯丝或灯管都要平行于狭缝)，可以看到( )A．黑白相间的直条纹B．黑白相间的弧状条纹C．彩色的直条纹D．彩色的弧状条纹解析：选C.白炽灯(或日光灯管)发出的光是复色光，其中各种色光的波长不同，产生的单缝衍射的图样中条纹宽度和间距都不相同，因此各单色光亮纹或暗纹不能完全重叠在一起，所以成为彩色条纹，因为是通过狭缝观看，所以是彩色直条纹，故选项C正确，A、B、D错误．4．一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明、暗相间的干涉条纹，现将其中一条窄缝挡住，让这束红光只通过一条窄缝，则在光屏上可以看到( )A．与原来相同的明暗相间的条纹，只是明条纹比原来暗些B．与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央明条纹变宽些C．只有一条与缝宽对应的明条纹D．无条纹，只存在一片红光解析：选B.双缝为相干光源的干涉，单缝为光的衍射，且干涉和衍射的图样不同．衍射图样和干涉图样的异同点：中央都出现明条纹，但衍射图样中央明条纹较宽，两侧都出现明暗相间的条纹，干涉图样为等间隔的明暗相间的条纹，而衍射图样两侧为不等间隔的明暗相间的条纹，且亮度迅速减弱，所以本题正确选项为B.5．将两个偏振片紧靠在一起，放在一盏灯的前面，眼睛通过偏振片看到的光很弱．如果将其中一个偏振片旋转180°，在旋转过程中会观察到( )A．灯光逐渐增强，然后逐渐减弱B．灯光强度保持不变C．灯光逐渐增强，没有减弱现象D．灯光逐渐增强，再减弱，然后增强到最亮解析：选A.眼睛通过两偏振片看到的光很弱，是因为两偏振片的透振方向垂直，在旋转其中一个偏振片的过程中，透振方向逐渐一致，光逐渐增强，当两个偏振片的透振方向一致时，光线最强，继续旋转偏振片时，透振方向又逐渐偏离，光线逐渐减弱，所以选项A正确．6．抽制细丝时可用激光监控其粗细，如图所示，激光束越过细丝时产生的条纹和它通过遮光板上的一条同样宽度的窄缝规律相同．则( )①这是利用光的干涉现象②这是利用光的衍射现象③如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变粗了④如果屏上条纹变宽，表明抽制的丝变细了A．①③B．②④C．①④D．②③解析：选B.由题意知，激光束经过细丝时在光屏上产生的条纹是衍射条纹，所以本装置利用了光的衍射，①错误，②正确；根据衍射规律得：细丝变细，会使条纹更宽，所以③错误，④正确；综上所述，本题的正确选项为B.二、多项选择题7．如图，P是偏振片，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°振动的光解析：选ABD.太阳光包含垂直传播方向向各个方向振动的光，当太阳光照射P时能在P的另一侧观察到偏振光，故A正确；沿竖直方向振动的光能通过偏振片，故B正确；沿水平方向振动的光不能通过偏振片，因为它们相互垂直，故C是错误的；沿与竖直方向成45°振动的光也能通过偏振片，故D正确．8．沙尘暴是由于土地的沙化引起的一种恶劣的气象现象，发生沙尘暴时能见度只有十几米，天气变黄发暗，这是由于这种情况下( )A．只有波长较短的一部分光才能到达地面B．只有波长较长的一部分光才能到达地面C．只有频率较大的一部分光才能到达地面D．只有频率较小的一部分光才能到达地面解析：选BD.波长较短的光容易被障碍物挡住，不能到达地面，波长较长的光更容易发生衍射而透过沙尘间的缝隙到达地面，故A错误，B正确；波长越长的光其频率越低，所以频率较低的光能到达地面，故C错误，D正确．9．下列说法正确的是( )A．光纤通信是利用了全反射的原理B．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的C．障碍物的尺寸比光的波长大得多时，一定不会发生衍射现象D．人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的单缝衍射图样E．水中的气泡看起来特别明亮，是因为光从水中射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故解析：选ADE.光纤通信是利用了光的全反射原理制成的，故A正确；水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于油膜的上下表面对光的干涉形成的，故B错误；障碍物的尺寸比光的波长大得多时，也会发生衍射现象，只不过不明显，故C错误；人们眯起眼睛看灯丝时看到的彩色条纹是光的衍射图样，故D正确；气泡看起来特别明亮，是因为光从水射向气泡时，一部分光在界面上发生了全反射的缘故，故E正确．10．做单缝衍射实验和双缝干涉实验时，用激光比普通光源效果更好，图象更清晰．如图甲所示，如果将感光元件置于光屏上，则不仅能在光屏上看到彩色条纹，还能通过感光元件中的信号转换，在电脑上看到光强的分布情况．下列说法正确的是( )A ．做单缝实验时，光强分布图如乙所示B ．做单缝实验时，光强分布图如丙所示C ．做双缝实验时，光强分布图如乙所示D ．做双缝实验时，光强分布图如丙所示解析：选AD.双缝干涉条纹等间距，单缝衍射条纹一定不等间距，即中央宽、两边窄的明暗相间的条纹．若做单缝实验时，光强分布图如乙所示，故A 正确，B 错误；若做双缝实验时，光强分布图如丙所示，故C 错误，D 正确．三、非选择题11．某同学利用图甲所示的装置研究光的干涉和衍射，光电传感器可用来测量光屏上光强的分布．某次实验时，在电脑屏幕上得到图乙所示的光强分布，这位同学在缝屏上安装的是________(选填“单缝”或“双缝”)．当做干涉现象研究时，若要使干涉条纹的间距变大，可选用宽度较________(选填“宽”或“窄”)的双缝，或使缝屏与光屏间的距离________(选填“增大”或“减小”)．解析：由乙图可知，条纹中间亮、两边窄，知是衍射条纹，故在缝屏上安装的是单缝；由Δx ＝L dλ知要使干涉条纹间距变大，双缝的宽度需减小，即选择宽度较窄的双缝或使双缝与光屏间的距离增大．答案：单缝 窄 增大12.如图所示，杨氏双缝实验中，下述情况能否看到干涉条纹？说明理由．(1)在单色自然光源S 后加一偏振片P .(2)在(1)情况下，再加P 1、P 2，P 1与P 2透振方向垂直．解析：(1)到达S 1、S 2的光是从同一偏振光分解出来的，它们满足相干条件，故能看到干涉条纹．(2)由于从P1、P2射出的光透振方向相互垂直，不满足干涉条件，若P1和P2中有一个与P的透振方向垂直，在光屏上也没有其中之一的光波，两振动方向相互垂直的光不能产生干涉现象，故不能看到与双缝平行的干涉条纹．答案：见解析。
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 =。
19光的偏振习题解答.
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 。
5. 如题图所示，一束光垂直投射于一双折射晶体上，e o 选择题5图晶体的光轴如图所示。
下列哪种叙述是正确的？（）A o光和e光将不分开B n e>n oC e光偏向左侧D o光为自然光解：本题答案为C。
6. 某晶片中o光和e光的折射率分别为n o和n e（n o>n e），若用此晶片做一个半波片，则晶片的厚度应为（光波长为λ）：（）A λ / 2B λ / 2n oC λ / 2n eD λ / 2(n o-n e)解：本题答案为D7. 一束圆偏振光经过四分之一波片后，（）A. 仍为圆偏振光B. 为线偏振光C. 为椭圆偏振光D. 为自然光解：本题答案为B。
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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 。
5. 如题图所示，一束光垂直投射于一双折射晶体上，e o 选择题5图晶体的光轴如图所示。
下列哪种叙述是正确的？（）A o光和e光将不分开B n e>n oC e光偏向左侧D o光为自然光解：本题答案为C。
6. 某晶片中o光和e光的折射率分别为n o和n e（n o>n e），若用此晶片做一个半波片，则晶片的厚度应为（光波长为λ）：（）A λ / 2B λ / 2n oC λ / 2n eD λ / 2(n o-n e)解：本题答案为D7. 一束圆偏振光经过四分之一波片后，（）A. 仍为圆偏振光B. 为线偏振光C. 为椭圆偏振光D. 为自然光解：本题答案为B。
光的偏振习题(附答案)-(1)汇编
光的偏振（附答案）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14倍•4. 两个偏振片叠放在一起，强度为I o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 o.5. 某种透明媒质对于空气的临界角（指全反射）等于45°,贝比从空气射向此媒质的布儒斯特角是54.7°,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30°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（入=589.3 X9m）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86um。
、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S1和S2后分别加一个同质同厚度的偏振片P1、P2,则当P1与P2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.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10,其中线偏振光的光强为101,自然光的光强为I 02.在该光束透过偏振片后，其光强由马吕斯定律可知：= I°1COSJ 」|2当口=0时，透射光的光强最大当「二二/2时，透射光的光强最小入射总光强为：I^ I 01 I 0210. 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 。
光的偏振计算题及答案
《光的偏振》计算题1. 将三个偏振片叠放在一起，第二个与第三个的偏振化方向分别与第一个的偏振化方向成45︒和90︒角．(1) 强度为I 0的自然光垂直入射到这一堆偏振片上，试求经每一偏振片后的光强和偏振状态．(2) 如果将第二个偏振片抽走，情况又如何？解：(1) 自然光通过第一偏振片后，其强度 I 1 = I 0 / 2 1分通过第2偏振片后，I 2＝I 1cos 245︒＝I 1/ 4 2分 通过第3偏振片后，I 3＝I 2cos 245︒＝I 0/ 8 1分 通过每一偏振片后的光皆为线偏振光，其光振动方向与刚通过的偏振片的偏振化方向平行． 2分(2) 若抽去第2片，因为第3片与第1片的偏振化方向相互垂直，所以此时I 3 =0. 1分I 1仍不变． 1分2. 两个偏振片叠在一起，在它们的偏振化方向成α1＝30°时，观测一束单色自然光．又在α2＝45°时，观测另一束单色自然光．若两次所测得的透射光强度相等，求两次入射自然光的强度之比．解：令I 1和I 2分别为两入射光束的光强．透过起偏器后，光的强度分别为I 1 / 2和I 2 / 2马吕斯定律，透过检偏器的光强分别为 1分1211cos 21αI I =', 2222cos 21αI I =' 2分 按题意，21I I '='，于是 222121cos 21cos 21ααI I = 1分 得 3/2cos /cos /221221==ααI I 1分3. 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I 0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I 0 / 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．解：设第二个偏振片与第一个偏振片的偏振化方向间的夹角为θ．透过第一个偏振片后的光强 I 1＝I 0 / 2． 1分 透过第二个偏振片后的光强为I 2，由马吕斯定律，I 2＝(I 0 /2)cos 2θ 2分 透过第三个偏振片的光强为I 3，I 3 ＝I 2 cos 2(90°－θ ) = (I 0 / 2) cos 2θ sin 2θ = (I 0 / 8)sin 22θ 3分 由题意知 I 3＝I 2 / 16所以 sin 22θ = 1 / 2，()2/2sin 211-=θ＝22.5° 2分4. 将两个偏振片叠放在一起，此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为o 60，一束光强为I 0的线偏振光垂直入射到偏振片上，该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成30°角．(1) 求透过每个偏振片后的光束强度；(2) 若将原入射光束换为强度相同的自然光，求透过每个偏振片后的光束强度．解：(1) 透过第一个偏振片的光强I 1I 1＝I 0 cos 230° 2分＝3 I 0 / 4 1分透过第二个偏振片后的光强I 2， I 2＝I 1cos 260°＝3I 0 / 16 2分(2) 原入射光束换为自然光，则I 1＝I 0 / 2 1分I 2＝I 1cos 260°＝I 0 / 8 2分5.强度为I 0的一束光，垂直入射到两个叠在一起的偏振片上,这两个偏振片的偏振化方向之间的夹角为60°.若这束入射光是强度相等的线偏振光和自然光混合而成的，且线偏振光的光矢量振动方向与此二偏振片的偏振化方向皆成30°角，求透过每个偏振片后的光束强度． 解：透过第一个偏振片后的光强为2001cos 212121⎪⎭⎫ ⎝⎛+⎪⎭⎫ ⎝⎛=I I I 30° 2分 ＝5I 0 / 8 1分 透过第二个偏振片后的光强I 2＝( 5I 0 / 8 )cos 260° 1分＝5I 0 / 32 1分6.两个偏振片P 1，P 2叠在一起，一束强度为I 0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，且入射光穿过第一个偏振片P 1后的光强为0.716 I 0；当将P 1抽出去后，入射光穿过P 2后的光强为0.375I 0．求P 1、P 2的偏振化方向之间的夹角．解：设入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角为θ1，已知透过P 1后的光强I 1＝0.716I 0，则I 1＝0.716 I 0＝0.5(I 0 / 2)＋0.5(I 0 cos 2θ1) 3分cos 2θ1＝0.932 θ1＝15.1°(≈15°) 1分设θ2为入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 2的偏振化方向之间的夹角．已知入射光单独穿过P 2后的光强I 2＝0.375I 0，则由 ()22000cos 212121375.0θI I I +⎪⎭⎫ ⎝⎛= 得 θ2＝60° 2分 以α 表示P 1、P 2的偏振化方间的夹角，α有两个可能值α＝θ2＋θ1＝75° 2分或α＝θ2-θ1＝45° 2分7. 两个偏振片P 1、P 2叠在一起，其偏振化方向之间的夹角为30°．一束强度为I 0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I 0之比为9 /16，试求入射光中线偏振光的光矢量方向． 解：设入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角为θ，透过P 1后的光强I 1为 ()θ2001cos 212121I I I +⎪⎭⎫ ⎝⎛= 2分透过P 2后的光强I 2为 I 2＝I 1 cos 2 30°()2022/32/cos 21⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛+=I θ 3分 I 2 / I 1＝9 / 16cos 2 θ＝1 2分 所以 θ＝0°即入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向平行．1分8.由两个偏振片(其偏振化方向分别为P 1和P 2)叠在一起，P 1与P 2的夹角为α．一束线偏振光垂直入射在偏振片上．已知入射光的光矢量振动方向与P 2的夹角为A (取锐角)，A 角保持不变，如图．现转动P 1，但保持P 1与E 、P 2的夹角都不超过A (即P 1夹在E 和P 2之间，见图)．求α等于何值时出射光强为极值；此极值是极大还是极小？解：入射光振动方向E 与P 1、P 2的关系如图．出射光强为 ()αα2202cos cos -=A I I 3分 由三角函数“积化和差”关系，得20221cos 21cos 41⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=αA I I A 3分 因为A 为锐角，α≤A ，所以A A 2121≤-α (见图)．所以 021cos 21cos >≥⎪⎭⎫ ⎝⎛-A A α 所以，I 2只在α = A / 2处取得极值，且显然是极大值． 2分 (用求导数的办法找极值点也可以)9.两个偏振片叠在一起，欲使一束垂直入射的线偏振光经过这两个偏振片之后振动方向转过了90°，且使出射光强尽可能大，那么入射光振动方向和两偏振片的偏振化方向之间的夹角应如何选择？这种情况下的最大出射光强与入射光强的比值是多少？解：以P 1、P 2表示两偏振化方向，其夹角记为θ，为了振动方向转过90°，入射光振动方向E 必与P 2垂直，如图． 2分设入射光强为I 0，则出射光强为I 2＝I 0 cos 2(90°- θ ) cos 2θ ()θθθ2sin 4/cos sin 20220I I == 3分当2θ＝90°即θ＝45°时，I 2取得极大值，且 I 2max ＝I 0 / 4， 2分 即 I 2max / I 0＝1 / 4 1分10.两个偏振片P 1、P 2叠在一起，一束单色线偏振光垂直入射到P 1上，其光矢量振动方向与P 1的偏振化方向之间的夹角固定为30°．当连续穿过P 1、P 2后的出射光强为最大出射光强的1 / 4时，P 1、P 2的偏振化方向夹角α是多大？解：设I 0为入射光强，I 为连续穿过P 1、P 2后的透射光强．I ＝I 0cos 230°cos 2α 2分 显然，α＝0时为最大透射光强，即I max ＝I 0 cos 230°＝3I 0 / 4 1分 由 I 0cos 230°cos 2α =I max / 4 可得 cos 2α 1 / 4＝, α＝60° 2分P 1P 2 E θ1 21 211.两个偏振片P 1、P 2叠在一起，其偏振化方向之间的夹角为30°．由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上．已知穿过P 1后的透射光强为入射光强的2 / 3,求(1) 入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P 1的偏振化方向的夹角θ为多大？(2) 连续穿过P 1、P 2后的透射光强与入射光强之比．解：设I 0为自然光强．由题意知入射光强为2 I 0． 1分(1) I 1=2·2 I 0 / 3＝0.5 I 0＋I 0cos 2θ4 / 3＝0.5＋cos 2θ所以 θ＝24.1° 2分(2) I 1= (0.5 I 0＋I 0 cos 224.1°)＝2(2 I 0) / 3，I 2＝I 1cos 230°＝3 I 1 / 4所以I 2 / 2I 0 = 1 / 2 2分12.三个偏振片P 1、P 2、P 3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角的函数关系式；(2) 试定性画出在P 2转动一周的过程中透射光强I 随α角变化的函数曲线．解：(1) 连续穿过三个偏振片之后的光强为 I ＝0.5I 0cos 2α cos 2(0.5π－α ) 2分 ＝I 0sin 2(2α) / 8 1分(2) 画出曲线 2分13.如图，P 1、P 2为偏振化方向相互平行的两个偏振片．光强为I 0的平行自然光垂直入射在P 1上． (1) 求通过P 2后的光强I ． (2) 如果在P 1、P 2之间插入第三个偏振片P 3，(如图中虚线所示)并测得最后光强I ＝I 0 / 32，求：P 3的偏振化方向与P 1的偏振化方向之间的夹角α (设α为锐角)． 解：(1) 经P 1后，光强I 1＝21I0 1分 I 1为线偏振光．通过P 2．由马吕斯定律有I ＝I 1cos 2θ 1分 ∵ P 1与P 2偏振化方向平行．∴θ＝0．故 I ＝I 1cos 20°＝I 1＝21I 01分 (2) 加入第三个偏振片后，设第三个偏振片的偏振化方向与第一个偏振化方向间的夹角为α．则透过P 2的光强αα2202cos cos 21I I =α40cos 21I = 2分 由已知条件有 32/cos 21040I I =α ∴ cos 4α＝1 / 16 2分得 cos α＝1 /2 即 α =60° 1分I 014.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？解：由题可知i 1和i 2应为相应的布儒斯特角，由布儒斯特定律知tg i 1= n 1＝1.33； 1分tg i 2＝n 2 / n 1＝1.57 / 1.333， 2分 由此得 i 1＝53.12°， 1分 i 2＝48.69°． 1分 由△ABC 可得 θ＋(π / 2＋r )＋(π / 2－i 2)＝π 2分 整理得 θ＝i 2－r由布儒斯特定律可知， r ＝π / 2－i 1 2分 将r 代入上式得θ＝i 1＋i 2－π / 2＝53.12°＋48.69°－90°＝11.8° 1分15.一束自然光自水(折射率为1.33)中入射到玻璃表面上(如图).当入射角为49.5°时，反射光为线偏振光，求玻璃的折射率．解：设n 2为玻璃的折射率，由布儒斯特定律可得 n 2＝1.33 tg49.5°3分＝1.56 2分16.一束自然光自空气入射到水(折射率为1.33)表面上，若反射光是线偏振光，(1) 此入射光的入射角为多大？(2) 折射角为多大？解：(1) 由布儒斯特定律 tg i 0＝1.33得 i 0＝53.1°此 i b 即为所求的入射角 3分(2) 若以r 表示折射角，由布儒斯特定律可得r ＝0.5π－i 0＝36.9° 2分17.一束自然光由空气入射到某种不透明介质的表面上．今测得此不透明介质的起偏角为 56°，求这种介质的折射率．若把此种介质片放入水(折射率为1.33)中，使自然光束自水中入射到该介质片表面上，求此时的起偏角．解：设此不透明介质的折射率为n ，空气的折射率为1．由布儒斯特定律可得n ＝tg 56°＝1.483 2分 将此介质片放入水中后，由布儒斯特定律tg i 0＝n / 1.33＝1.112i 0＝48.03° (＝48°2') 3分此i 0即为所求之起偏角．水玻璃。
高中物理人教版2019选修一习题答案第四章光5光的衍射6光的偏振激光
5光的衍射6光的偏振激光必备知识基础练1.(2021江苏适应性测试)小华通过偏振太阳镜观察平静水面上反射的阳光，转动镜片时发现光有强弱变化。
下列说法能够解释这一现象的是()A.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起起偏器的作用B.阳光在水面反射时发生了偏振，镜片起检偏器的作用C.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起起偏器的作用D.阳光在水面反射时没有发生偏振，镜片起检偏器的作用2.(多选)对于光的衍射现象的定性分析，下列说法正确的是()A.只有障碍物或孔的尺寸可以跟光波波长相比甚至比光波长还要小的时候，才能产生明显的衍射现象B.光的衍射现象是光波相互叠加的结果C.光的衍射现象否定了光沿直线传播的结论D.光的衍射现象说明了光具有波动性3.(多选)关于衍射光栅，下列说法正确的是()A.衍射光栅是由许多等宽度的狭缝组成的B.衍射光栅分为透射光栅和反射光栅两类C.透射光栅中刻痕的部分相当于透光的狭缝D.透射光栅中未刻的部分相当于透光的狭缝4.关于自然光和偏振光，下列观点正确的是()A.自然光能产生干涉和衍射现象，而偏振光却不能B.只有自然光透过偏振片才能获得偏振光C.自然光只能是白色光，而偏振光不能是白色光D.自然光和偏振光都能使感光底片感光5.(多选)关于衍射，下列说法正确的是()A.衍射现象中条纹的出现是光叠加后产生的结果B.双缝干涉中也存在衍射现象C.一切波都很容易发生明显的衍射现象D.影子的存在是一个与衍射现象相矛盾的客观事实6.如图所示，让太阳光或白炽灯发出的光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这个实验能够说明()A.光是电磁波B.光是一种横波C.光是一种纵波D.光不沿直线传播7.一束红光射向一块有双缝的不透光的薄板，在薄板后的光屏上呈现明暗相间的干涉条纹。
现将其中一条缝挡住，让这束红光只通过一条缝，则在光屏上可以看到()A.与原来相同的明暗相间的条纹，只是亮条纹比原来暗些B.与原来不相同的明暗相间的条纹，而中央亮条纹变宽些C.只有一条与缝宽对应的亮条纹D.无条纹，只存在一片红光8.(2021山东烟台高二检测)奶粉的碳水化合物(糖)含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴定含糖量，偏振光通过糖的水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关。
4.6 光的偏振 激光高二物理课后练(人教版2019)(含答案)
答卷时应注意事项１、拿到试卷，要认真仔细的先填好自己的考生信息。
２、拿到试卷不要提笔就写，先大致的浏览一遍，有多少大题，每个大题里有几个小题，有什么题型，哪些容易，哪些难，做到心里有底；３、审题，每个题目都要多读几遍，不仅要读大题，还要读小题，不放过每一个字，遇到暂时弄不懂题意的题目，手指点读，多读几遍题目，就能理解题意了；容易混乱的地方也应该多读几遍，比如从小到大，从左到右这样的题；４、每个题目做完了以后，把自己的手从试卷上完全移开，好好的看看有没有被自己的手臂挡住而遗漏的题；试卷第１页和第２页上下衔接的地方一定要注意，仔细看看有没有遗漏的小题；５、中途遇到真的解决不了的难题，注意安排好时间，先把后面会做的做完，再来重新读题，结合平时课堂上所学的知识，解答难题；一定要镇定，不能因此慌了手脚，影响下面的答题；６、卷面要清洁，字迹要清工整，非常重要；７、做完的试卷要检查，这样可以发现刚才可能留下的错误或是可以检查是否有漏题，检查的时候，用手指点读题目，不要管自己的答案，重新分析题意，所有计算题重新计算，判断题重新判断，填空题重新填空，之后把检查的结果与先前做的结果进行对比分析。
亲爱的小朋友，你们好!经过两个月的学习，你们一定有不小的收获吧，用你的自信和智慧，认真答题，相信你一定会闯关成功。
相信你是最棒的！第4.6节 光的偏振 激光1.如图所示，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 和Q ，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．2.如图所示，两光屏间放有两个偏振片，它们四者平行共轴，现让太阳光沿轴线通过光屏M 上的小孔照射到固定不动的偏振片P 上，再使偏振片Q 绕轴匀速转动一周，则光屏上光的亮度变化情况，下列说法中正确的是( )A ． 光屏上光的亮度保持不变B ． 光屏上光的亮度会时亮时暗C ． 光屏上有两条与偏振片P 、Q 透振方向对应的亮线D ． 光屏上只有一条亮线随偏振片转动而转动【答案】B【解析】太阳光沿轴线通过光屏M 上的小孔照射到固定不动的偏振片P 上，再使偏振片Q 绕轴匀速转动一周，当偏振片P 与偏振片Q 垂直时，光屏没有亮度，则光屏上光的亮度从亮到暗，再由暗到亮．不可能出现光的衍射现象，所以光屏上不可能有两条与偏振片P 、Q 透振方向对应的亮线，故A 、C 、D 错误，B 正确．3.如图所示，S 为一点光源，P 、Q 是偏振片，R 是一光敏电阻，R 1、R2是定值电阻，电流表和电压表均为理想电表，电源电动势为E，内阻为r.则当偏振片Q由图示位置转动90°的过程中，电流表和电压表的示数变化情况为( )A．电流表的示数变大，电压表的示数变小B．电流表的示数变大，电压表的示数变大C．电流表的示数变小，电压表的示数变大D．电流表的示数变小，电压表的示数变小【答案】B【解析】光沿轴线照射到固定不动的偏振片P上，再使偏振片Q绕轴匀速转动一周，当偏振片P与偏振片Q 垂直时，光屏没有亮度，则当偏振片Q由图示位置转动90°的过程中，光屏上光的亮度从亮到暗，因此导致光敏电阻的阻值从小到大，则电路中总电阻增大，那么总电流减小，外电压则增大，因此电压表示数变大，而R1两端的电压变小，所以R2两端的电压在增大，故电流表示数变大，故B正确．4.如图所示，让白炽灯光通过偏振片P和Q，现以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象．这个实验表明( )A．光是电磁波B．光是一种横波C．光是一种纵波D．光是几率波【答案】B【解析】本题考查光的特性，光的偏振现象说明光是一种横波．5.(多选)在垂直于太阳光的传播方向上，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，屏上的光的亮度不变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的．6.(多选)关于自然光和偏振光，以下说法正确的是( )A．自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，但是沿各个方向振动的光波的强度可以不相同B．偏振光是在垂直于传播方向的平面上，只沿着某一特定方向振动的光C．自然光透过一个偏振片后就成为偏振光，偏振光经过一个偏振片后又还原为自然光D．太阳、电灯等普通光源发出的光都是自然光【答案】BD【解析】除了从太阳、电灯等光源直接发出的光外，我们通常看到的绝大部分光，都是不同程度的偏振光；偏振光是在垂直于传播方向的平面上，只沿着某一特定方向振动的光，综上分析，答案为B、D.7.(1)肥皂泡在太阳光照射下呈现的彩色是________现象；通过狭缝看太阳光时呈现的彩色是________现象．(2)凡是波都具有衍射现象，而把光看作直线传播的条件是________．要使光产生明显的衍射，条件是________．(3)当狭缝的宽度很小并保持一定时，分别用红光和紫光照射狭缝，看到的衍射条纹的主要区别是________．(4)如图所示，让太阳光或白炽灯光通过偏振片P和Q，以光的传播方向为轴旋转偏振片P或Q，可以看到透射光的强度会发生变化，这是光的偏振现象，这个实验表明________．【答案】(1)光的干涉 光的衍射(2)障碍物或孔的尺寸比波长大得多时，可把光看作沿直线传播；障碍物或孔的尺寸跟波长相差不多或比波长更小时，可产生明显的衍射现象．(3)红光的中央亮纹宽，红光的中央两侧的亮纹离中央亮纹远．(4)光是一种横波8.在拍摄日落时分水面下的景物时，应在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是( )A ． 减少阳光在水面上的反射光B ． 阻止阳光在水面上的反射光进入照相机镜头C ． 增强光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度D ． 减弱光由水面射入空气中的折射光进入镜头的强度【答案】B【解析】日落时分的阳光照射到水面上时，反射光很强，照相机镜头对着水面时，进入镜头的光线既有阳光经水面的反射光，又有由水中折射入空气的折射光．前者光线进入镜头所成的像为实际景物在水中倒影的像，而后者光线进入镜头所摄得照片才是水面下景物的像，两者在同一底片上相互干扰，使相片模糊不清．若在镜头前安装一偏振片，转动偏振片方向使其透振方向与反射光的振动方向垂直，即可最大限度地阻止反射光进入镜头，增强摄像的清晰度．9.如图所示是一种利用光纤温度传感器测量温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的透振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化．设起偏器和检偏器透振方向相同，关于这种温度计的工作原理，正确的说法是 ( )A ． 到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大B ． 到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大C ． 到达检偏器的光的透振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小D ． 到达检偏器的光的透振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小【答案】B【解析】偏振光通过一些介质后，其振动方向相对原来的振动方向会发生一定角度的旋转，旋转的这个角度叫旋光度，旋光度与介质的浓度、长度、折射率等因素有关．测量旋光度的大小，就可以知道介质相关物理量的变化．若待测物体的温度越高，则偏振光通过光纤后的旋光度越大，通过检偏器后光的强度就会越小，故选B.10.(多选)下面关于光的偏振现象的应用正确的是( )A ． 自然光通过起偏器后成为偏振光，利用检偏器可以检验出偏振光的振动方向B ．立体电影利用了光的偏振现象C ． 茶色眼镜利用了光的偏振现象D ． 拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片可减弱水面反射光的影响【答案】ABD【解析】茶色眼镜是利用了镜片吸收除茶色以外的色光而制成的.自然光通过起偏器后成为偏振光，立体电影，照相机镜头前装偏振片都是利用了光的偏振现象．11.(多选)关于立体电影，以下说法正确的是( )A ． 观众戴上特制眼镜是为了防止伤害眼睛B ． 这副眼镜其实就是一对偏振方向互相垂直的偏振片C ． 戴上特制眼镜的观众若只用一只眼睛看，则银幕上只是一片光亮而无图像D ． 产生立体视觉是因为人的两只眼睛同时观察物体时，形成的在视网膜上的像并不完全相同【答案】B 、D【解析】放立体电影时有左右两架放影机同时工作，如图所示，在每架放映机前有一块偏振镜子，其偏振方向互相垂直，因此从放映机前偏振镜射出的两束偏振光的偏振方向互相垂直，这两束偏振光经银幕反射其偏振方向不改变，观众眼睛所戴的偏光眼镜的两只镜片偏振方向互相垂直，且左眼镜片跟左边放映机前偏振镜的偏振方向一致，右眼镜片跟右边放映机前面偏振镜的偏振方向一致．这样，左眼只能看到左机映出的画面，右眼只能看到右机映出的画面，两眼看到的画面略有差别，因而产生立体感，因此B 、D 选项正确．12.让激光照到VCD 机、CD 机或计算机的光盘上，就可以读出盘上记录的信息经过处理后还原成声音和图象，这是利用激光的 ( )A ． 平行度好，可以会聚到很小的一点上B ． 相干性好，可以很容易形成干涉图样C ．亮度高，可以在很短时间内集中很大的能量D．波长短，很容易发生明显的衍射现象【答案】A【解析】激光的特点之一是平行度好，它可以会聚到一个很小的点上，DVD、VCD、CD唱机或电脑上的光驱及刻录设备就利用了激光的这一特点，选项A正确，B、C、D错误．13.(多选)关于激光与自然光，下列说法正确的是( )A．激光是只含一种频率的光，而自然光是含有各种色光频率的光，所以激光的相干性好B．自然光是由物质的原子发射出来的，而激光是人工产生的，所以激光不是由物质的原子发射出来的C．激光和自然光都具有相同的光学本质，它们都是横波D．相干性好是激光与普通光的根本区别【答案】CD【解析】激光的频率也有一定的范围，只是相比一般光而言频带很窄，不能错误地理解激光单色性好的含义；所有的光都是由物质的原子发射的，故A、B错误．14.(多选)激光火箭的体积小，却可以装载更大、更重的卫星或飞船．激光由地面激光站或空间激光动力卫星提供，通过一套装置，像手电筒一样，让激光束射入火箭发动机的燃烧室，使推进剂受热而急剧膨胀，于是形成一股高温高压的燃气流，以极高的速度喷出，产生巨大的推力，把卫星或飞船送入太空．激光火箭利用了激光的( )A．单色性好B．平行度好C．高能量D．相干性好【答案】BC【解析】激光的平行度好且亮度高，可以在很小的空间和很短的时间内集中很大的能量，这样可以给火箭提供高能量．15.如图所示为玻璃厚度检测仪的原理简图，其原理是：固定一束激光AO以不变的入射角θ1照到MN表面，折射后从PQ表面射出，折射光线最后照到光电管C上，光电管将光信号转变为电信号，依据激光束在C上移动的距离，可以确定玻璃厚度的变化．设θ1＝45°，玻璃对该光的折射率为，C上的光斑向左移动了Δs，则可确定玻璃的厚度比原来变__________(填“厚”或“薄”)了__________．【答案】厚 Δs【解析】光经过平行玻璃砖传播方向不变，只发生侧移，光斑向左移，可见玻璃变厚．由＝n，得θ2＝30°.设变厚了d，则d tan 45°－d tan 30°＝Δs，所以d＝Δs.16.原子发生受激辐射时，发出的光的频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，形成激光．激光测距仪——激光雷达(发出极短时间的激光脉冲)用来测量距离可以达到很高的精度，同时它还能测定被测目标的方位、运动速度和轨道，甚至能描述目标的形状，进行识别和自动跟踪．(1)说明激光的主要特点；(2)1969年7月，美国“阿波罗”宇宙飞船在登月科考活动中，在月球上安放了一台激光反射器，这台反射器成功地解决了用激光测量月地间距离的问题．请分析这台激光反射器用什么光学仪器好；(3)在光的干涉实验中，为什么使用激光产生的干涉现象最清晰？(4)激光束可切割物质，焊接金属以及在硬质难溶物体上打孔，是利用了激光的什么性质？【答案】(1)高亮度，单色性好，方向性好，相干性好，平行度好(2)全反射棱镜(3)激光具有单色性好，易得到稳定的相干光源(4)高能量，且方向性好17.激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角θ照射到液面上，反射光OB射到水平光屏上，屏上用光电管将光信号转变成电信号，如图所示．如发现光点在屏上向右移动了Δs的距离到达B′点，则液面是升高了还是降低了？变化了多少？【答案】降低 【解析】变化前后光路如图所示，由图知光点右移时液面下降，由几何知识知：ODB′B为平行四边形，△OCD为等腰三角形，CE为其高，在△OCD中可解得：Δx＝.18.(多选)用准分子激光器利用氩气和氟气的混合物产生激光，可用于进行近视眼的治疗．用这样的激光刀对近视眼进行手术，手术时间短，效果好、无痛苦．关于这个治疗，以下说法中正确的是( )A ． 近视眼是物体在眼球中成像的视网膜的前面，使人不能看清物体B ． 激光具有很好的方向性，可以在非常小的面积上对眼睛进行手术C ． 激光治疗近视眼手术是对视网膜进行修复D ． 激光治疗近视眼手术是对角膜进行切削【答案】ABD【解析】激光手术是物理技术用于临床医学的最新成果．人的眼睛是一个光学成像系统，角膜和晶状体相当于一个凸透镜，物体通过凸透镜成像在视网膜上，人就能看清楚物体．当角膜和晶体组成的这个凸透镜的焦距比较小，物体成像在视网膜的前面时，人就不能看清物体，这就是近视眼．激光手术不是修复视网膜，而是对角膜进行切削，改变角膜的形状，使眼球中的凸透镜的焦距适当变大，物体经过角膜和晶状体后成像在视网膜上．19.(多选)下列说法中正确的是 ( )A ． 普通照相技术所记录的只是光波的强弱信息，而全息照相技术还可以记录光波的相位信息B ． 全息照片的拍摄利用了光的衍射现象C ． 激光的出现使全息技术得到了长足的发展D ． 立体电影的拍摄利用的是全息照相技术【答案】AC【解析】由全息照相的原理可知A 对，B 错；立体电影的拍摄是利用了光的偏振，故D 错．20.光纤通信是70年代以后发展起来的新兴技术，世界上许多国家都在积极研究和发展这种技术．发射导弹时，可在导弹后面连一根细如蛛丝的光纤，就像放风筝一样，这种纤细的光纤在导弹和发射装置之间，起着双向传输信号的作用．光纤制导的下行光信号是镓铝砷激光器发出的在纤芯中波长为0.85μm 的单色光．上行光信号是铟镓砷磷发光二极管发射的在纤芯中波长为1.06μm 的单色光．这样操纵系统通过这根光纤向导弹发出控制指令，导弹就如同长“眼睛”一样盯住目标．根据以上信息，回答下列问题：(1)在光纤制导中，上行光信号在真空中波长是多少？(2)为什么上行光信号和下行光信号要采用两种不同频率的光？(已知光纤纤芯的折射率为1.47)【答案】(1)1.56 μm (2)若上行光信号和下行光信号的频率相同，将发生干涉现象而互相干扰．【解析】(1)设信号频率为f，真空中的波长为λ0，c＝λ0f，光在纤芯中的频率仍为f，波长为λ，则光在纤芯中的速度v＝λf，又n＝解得：λ0＝nλ＝1.47×1.06 μm≈1.56μm(2)若上行光信号和下行光信号的频率相同，将发生干涉现象而互相干扰．21.应用激光平行性好的特点，可以精确地测量距离．对准目标发射一个极短的激光脉冲，测量发射脉冲与收到的反射脉冲的时间间隔，就可求出激光器到目标的距离．若在地球上向月球发射一个激光脉冲，测得从发射到收到反射脉冲所用的时间为2.56 s，则月球到地球的距离大约是多少千米？【答案】3.84×105km【解析】真空中光速c＝3.0×108m/s，从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间中激光所行路程是月、地距离的2倍．从发射脉冲到收到反射脉冲所用的时间为2.56s，则月球到地球的距离大约为：L＝ct＝×3.0×108×2.56 m＝3.84×105km.。
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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：)2
π(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. 0
B. 3I 0 / 8
C. 3I 0 / 16
D. 3I 0 / 32
解：0000202032
341432)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 / 2 B. 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 。
5. 如题图所示，一束光垂直投射于一双折射晶体上，晶体的光轴如图所示。
下列哪种叙述是正确的？
（ ）
A o 光和e 光将不分开
e o 选择题5图
B n e>n o
C e光偏向左侧
D o光为自然光
解：本题答案为C。
6. 某晶片中o光和e光的折射率分别为n o和n e（n o>n e），若用此晶片做一个半波片，则晶片的厚度应为（光波长为λ）：（）
A λ / 2
B λ / 2n o
C λ / 2n e
D λ / 2(n o-n e)
解：本题答案为D
7. 一束圆偏振光经过四分之一波片后，（）
A. 仍为圆偏振光
B. 为线偏振光
C. 为椭圆偏振光
D. 为自然光
解：本题答案为B。
8. 一束圆偏振光入射到偏振片上，出射光为：（）
A. 线偏振光
B. 圆偏振光
C. 椭圆偏振光
D. 自然光
解：本题答案为A。
二填空题
1. 强度为I0的自然光，通过偏振化方向互成30︒角的起偏器与检偏器后，光强度变为。
解：3 I0/8
2. 自然光以某一角度入射到两种媒质的分界面发生反射和折射时，一般情况下，反射光为偏振光，折射光为偏振光。
解：部分；部分
3. 如题图所示，若用自然光或线偏振光分别以起偏振角或任意入射角照射到一玻璃表面时，请画出反射光和折射光及其偏振状态。
填空题3图
解：反射光和折射光的偏振状态如下图。
4. 如图所示，一束自然光相继射入介质I 和介质Ⅱ，介质I 的上下表面平行，当入
射角i 0=60°时，得到的反射光R 1和R 2都是振动方向垂直于入射面的完全偏振光，则光
线在介质I 中的折射角r =___________，介质Ⅱ和I 的
折射率之比n 2/n 1=___________。
解 由题意，入射角i 0=60°为起偏角，入射角和
反射角满足关系的i 0+ r 0=90︒，可知光线在介质I 中的折
射角r =30°，这又是入射到介质Ⅱ的起偏角，由布儒斯
特定律， 介质Ⅱ和I 的折射率之比
3330t a n t a n 012===r n n 。
5. 产生双折射现象的原因，是由于晶体对寻常光线与非常光线具有不同的 ,
传播方向改变时，非常光线的传播速度 。
解：折射率；改变。
6. 波片可使o 光和e 光产生相位差。
二分之一波片使o 光e 光产生的相位差
为 ，四分之一波片使o 光和e 光产生的相位差为 。
解：π；π/2。
7. 圆偏振光可看成两个振动方向互相 ，相位差为 的线偏振光的
合成。
解：垂直，π/2或3π/2。
8. 两振动方向相互垂直的同一频率单色偏振光合成后要形成圆偏振光，这两光线的
相位差必须为 或 ，且振幅必须相等。
解：π/2或3π/2。
9. 两个振动方向互相垂直的线偏振光，若两者相位差为π，则两者合成后为 偏
振光；若两者相位差为π/2，且两者振幅相等，则合成后为 偏振光。
填空题4图
解：线，圆。
三 计算题
1. 使自然光通过两个偏振化方向成60︒的偏振片，透射光强为I 1。
今在这两个偏振
片之间再插入另一个偏振片，它的偏振化方向于前两个偏振片均成30︒角，则透射光强
是多少？
解：设自然光经第一偏振片后出射光强为I 0，则未插入另一偏振片前透射光强
I 1=I 0cos 260︒=I 0/4
插入另一偏振片后，从中间偏振片出射光强为
I 0'= I 0cos 230︒= 3I 0/4
透射光强
I 1'= I 0'cos 230︒= 3 I 0'/4= 9I 0/16
则 I 1'/ I 1=9/4
I 1'=9I 1/4
2. 有两个偏振片，当它们偏振化方向间的夹角为30︒时，一束单色自然光穿过它们，
出射光强为I 1；当它们偏振化方向间的夹角为60︒时，另一束单色自然光穿过它们，出
射光强为I 2，且I 1= I 2。
求两束单色自然光的强度之比。
解：设两束单色自然光的强度分别为I 10和 I 20，则经过起偏器后光强分别为I 10/2和
I 20/2。
经过检偏器后 30cos 22101I I =， 60cos 2
2202I I =
因为21I I =，故两束单色自然光的强度之比
3
160cos 30cos 222010== I I 3. 三块偏振片叠在一起，第二块与第一块的偏振化方向间的夹角为45°，第三块和
第二块的偏振化方向间的夹角也为45°。
光强为0I 的自然光垂直照射到第一块偏振片上。
求：（1）通过每一偏振片后的光强；（2）通过第三块偏振片后，光矢量的振动方向。
解 通过第一偏振片后，自然光变为线偏振光，光强为02
1I ，光矢量的振动方向与第一块偏振片的偏振方向相同。
因为第二块偏振片与第一块的偏振化方向间的夹角为45°，故由马吕斯定律，通过第二块偏振片的光强为4
45cos 210020I I =，光矢量的振动方向与第二块偏振片的偏振方向相同。
因为第三块偏振片和第二块的偏振化方向间的夹角也为45°，故通过第三块偏振片的光强为8
45cos 40020I I =，光矢量的振动方向与第三块偏振片的偏振方向相同。
4. 水的折射率为1.33，玻璃的折射为1.50。
当光由水中射向玻璃而反射时，起偏振
角为多少？当光由玻璃射向水而反射时，起偏振角又为多少？
解：光由水中射向玻璃而反射时，33
.150.1tan 1==
水玻n n i ，0144.48=i ； 光由玻璃射向水而反射时，50.133.1tan 2==玻水n n i ，0256.41=i 。
5. 沿光轴方向切下石英晶片，已知n e =1.5533，n o =1.5442，为使波长为λ=500nm 的
线偏振光通过晶片后变为圆偏振光，则晶片的最小厚度应为多少？
解：为使线偏振光通过晶片后成为圆偏振光，最小的晶片厚度应使o 光和e 光的光
程差为四分之一波长，即
δ =（n e -n o ）d = λ/4
d = λ/4(n
e -n o ) ≈ 0.014 mm 。