西南交大物理实验期末考试题库偏振光
光的偏振试卷(解答)
光的偏振（A ）一束由自然光和线偏光组成的复合光通过一偏振片,当偏振片转动时,最强的透射光是最弱的透射光光强的16倍,则在入射光中,自然光的强度I 1和偏振光的强度I 2之比I 1:I 2为(A) 2:15.(B) 15:2.(C) 1:15.(D) 15:1.解答：设两自然光和线偏振光的光强分别为10I 和20I ，依题意：15216222010102010min max==+=I I I I I I I （D ） 一束平行入射面振动的线偏振光以起偏角入到某介质表面,则反射光与折射光的偏振情况是(A) 反射光与折射光都是平行入射面振动的线偏光.(B) 反射光是垂直入射面振动的线偏光, 折射光是平行入射面振动的线偏光.(C) 反射光是平行入射面振动的线偏光, 折射光是垂直入射面振动的线偏光.(D) 折射光是平行入射面振动的线偏光解答：由于入射的是平行入射面振动的线偏振光，且以起偏角入射，由于入射光中没有垂直于入射面的振动，所以反射光强为零，只有平行于入射面振动的线偏振折射光，选（D ）（C ）三个偏振片21P P 与3P 堆叠在一起，1P 与3P 的偏振化方向相互垂直，2P 与1P 的偏振化方向间的夹角为030。
强度为0I 的自然光垂直入射于偏振片1P ，并依次透过偏振片321P P ,P 与，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（ ） 16/ . 32/3 . 8/3 . 4/ .0000I D I C I B I A 解答：323)3090(cos 30cos 20002020I I I =-=，选（C ） （B ）一束光强为0I 的自然光，相继通过三个偏振片321,,P P P 后，出射光的光强为8/0I 。
已知1P 和3P 偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转2P ，问2P 最少要转过多大角度，才能使出射光的光强为零。
00090. 60. 45.30.D C B A 解答：要使出射光的强度为零，2P 的偏振化方向应与1P 、或3P 的偏振化方向平行，设1P 、2P 偏振化方向间夹角为α，有8)90(cos cos 200220I I I =-=αα，求得：045=α，2P 的偏振化方向应与1P 、或3P 的偏振化方向均为045，选（B ）（D ）某种透明媒质对于空气的临界角（指全反射）等于045，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是（ ）000003.57).( 7.54).( 45).( 9.40).( 3.35).(E D C B A解答：全反射产生与一束光从光密媒质射向光疏媒质，当折射角为090时的入射角为临界角，由临界角为045可知：2190sin 45sin sin sin 00=∴==折折入折n n n n i γ，透明媒质的折射率为2，再由儒斯特定律：2tan 120==n n i ，得：007.542arctan ==i （B ）在双缝干涉实验中，用单色自然光在屏上形成干涉条纹。
大学物理-8光的偏振习题详解（001）
习题八一、选择题1．自然光从空气连续射入介质1和介质2（折射率分别为1n 和2n ）时，得到的反射光a 和b 都是完全偏振光。
已介质1和介质2的折射率之比为31，则光的入射角i 0为[ ]（A ）30︒； （B ）60︒； （C ）45︒； （D ）75︒。
答案：A解：由题意知，光在两种介质介面上的入射角都等于布儒斯特角，所以有1201tan ,tan tan 1n ni i r n '===，090r i +=︒ 所以201tan tan(90)n r i n =︒-==由此得09060i ︒-=︒，030i =︒2．一束光强为I 0的自然光，相继通过三个偏振片P 1、P 2、P 3后出射光强为I 0 /8。
已知P 1和P 3的偏振化方向相互垂直。
若以入射光线为轴旋转P 2，要使出射光强为零，则P 2至少应转过的角度是 [ ] （A ）30°； （B ） 45°； （C ）60°； （D ） 90°。
答案：B解：设开始时P 2与另两者之一的夹角为α，则根据马吕斯定律，出射光强为2222000cos cos (90)cos sin 228I I I I αααα=⋅︒-=⋅= 即2sin 21α=，45α=︒ 说明当P 2转过45°角度后即与另两者之一平行，从而出射光强为零。
3．一束自然光自空气射向一块平板玻璃（如图），入射角i 0等于布儒斯特角，则在界面2的反射光 [ ]（A ）光强为零；（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。
答案：B解：根据起偏时的特性和布儒斯特定律可证明，当光由介质A 入射于介质B 时入射角为起偏振角，则其由介质B 入射于介质A 的角度也是起偏角。
证明如下：设光由空气射入玻璃时的折射角为r ，在表面“2”处由玻璃入射到空气的入射角为i '，则由图可知0i r '=。
大学物理题库-光的偏振
11、波动光学 光的偏振一、选择题(共10题)1.光强为I 0的自然光依次通过两个偏振片P 1和P 2．若P 1和P 2的偏振化方向的夹角α＝30°，则透射偏振光的强度I 是(A) I 0 / 4． (B)3I 0 / 4． (C)3I 0 / 2． (D) I 0 / 8．(E) 3I 0 / 8． ［ ］ 2.两偏振片堆叠在一起，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，后又减小至零． (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． ［ ］ 3.使一光强为I 0的平面偏振光先后通过两个偏振片P 1和P 2．P 1和P 2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是α 和90°，则通过这两个偏振片后的光强I 是(A) 21I 0 cos 2α ． (B) 0．(C) 41I 0sin 2(2α)． (D) 41I 0 sin 2α ．(E) I 0 cos 4α ． ［ ］ 4.自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是 (A) 在入射面内振动的完全线偏振光．(B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光． (C) 垂直于入射面振动的完全线偏振光．(D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光． ［ ］ 5.某种透明媒质对于空气的临界角(指全反射)等于45°，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是(A) 35.3°．(B) 40.9°．(C) 45°．(D) 54.7°．(E) 57.3°．［］6.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°．［］7.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．［］8.一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 / 3．(C) 1 / 4．(D) 1 / 5．［］9.三个偏振片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．［］10.于布儒斯特角i0，则在界面2的反射光(A) 是自然光．(B) 是线偏振光且光矢量的振动方向垂直于入射面．(C) 是线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．［］二、填空题(共10题)1.一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片的偏振化方向成45°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________________．2.一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．3.两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.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．5.当一束自然光在两种介质分界面处发生反射和折射时，若反射光为线偏振光，则折射光为____________偏振光，且反射光线和折射光线之间的夹角为___________．6.两个偏振片叠放在一起，强度为I0的自然光垂直入射其上，若通过两个偏振片后的光强为8/I，则此两偏振片的偏振化方向间的夹角(取锐角)是____________，若在两片之间再插入一片偏振片，其偏振化方向与前后两片的偏振化方向的夹角（取锐角）相等．则通过三个偏振片后的透射光强度为____________．7.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S1和S2的一侧分别加一同质同厚的偏振片P1、P2，则当P1与P2的偏振化方向相互______________时，在屏幕上仍能看到很清晰的干涉条纹．8.P2P1S1S2S如果从一池静水(n ＝1.33)的表面反射出来的太阳光是线偏振的，那么太阳的仰角(见图)大致等于________________．在这反射光中的E矢量的方向应____________________． 9.一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上，就偏振状态来说则反射光为____________________，反射光E矢量的振动方向______________________，透 射光为________________________。
西南交大大物试题1
4.（本小题 3 分）原子的线度为 10 （电子的质量为： 9.1 10
31
-10
m ，则原子中电子速率的不确定量数量级为 v
。
kg ）
班
级
5.（本小题 3 分）描述微观粒子的波函数，在求解时要求其满足归一化条件，同时还必须满足 、 、 的标准化条件。
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6． （本小题 3 分）根据量子力学理论，氢原子中电子的角动量为 L l (l 1) ，当主量子数 n =2 时， 该电子角动量的可能取值为 ，其核外电子的可能量子态共有 个。
10．[ ]下面所列四图分别表示某人设想的理想气体的四个循环过程，请选出其中在物理上可能实现 的循环过程的图号。
P
绝热
P
等
等容
等温
p
等压
p
等温
绝热
容
等温
绝热
绝热
绝热
绝热
O
V
O
V
O
V
O
V
(D)
(A)
(B)
(C)
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1． （本小题 5 分）设康普顿散射中入射 X 射线波长 0.05nm ，散射的 X 射线与入射线垂直，求： 反冲电子的运动方向与入射 X 射线的夹角。 （要求：画出矢量示意图，并在图中标明夹角的位置。已知电子的康普顿波长为 c 0.0024 nm ）
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S1
C
1
O
S
S2
b
2
姓
名
3．[ 则知
]自然光以 60°的入射角照射到不知其折射率的某一透明介质表面时，反射光为线偏振光， (B) 折射光为部分偏振光，折射角为 30° (D) 折射光为部分偏振光，折射角不能确定
高二物理光的偏振试题
高二物理光的偏振试题1.如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1和透射光束2.现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动，使反射光束1和透射光束2恰好垂直．在入射光线的方向上加偏振片P，偏振片与入射光线垂直，其透振方向在纸面内，这时看到的现象是()．A．反射光束1消失B．透射光束2消失C．反射光束1和透射光束2都消失D．偏振片P以入射光线为轴旋转90°角，透射光束2消失【答案】AD【解析】自然光射到界面上，当反射光与折射光垂直时，反射光和折射光的偏振方向相互垂直，且反射光的偏振方向与纸面垂直，折射光的偏振方向与纸面平行．因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时，因反射光垂直于纸面，则反射光束1消失，A正确，B、C 均错误；偏振片P转动90°，平行于纸面内的光消失，则透射光束2消失，D正确．2.关于波的偏振现象，以下说法正确的是()．A．只有横波才能发生偏振现象B．只有纵波才能发生偏振现象C．只有振动方向与透光方向平行的光才能通过偏振片D．只有振动方向与透光方向垂直的光才能通过偏振片【答案】AC【解析】偏振是横波的特性，只有振动方向与透光方向一致时，光才能通过偏振片．3.如图所示，让自然光照到P偏振片上，当P、Q两偏振片的透光方向间的夹角为以下哪些度数时，透射光的强度最弱()．A．0°B．30°C．60°D．90°【答案】D【解析】两偏振片透光方向相同时透过的线偏振光最强，两偏振片透光方向垂直时几乎没有线偏振光透过．4.在垂直于太阳光的传播上前后各放置两个偏振片P和Q，在Q的后面放一光屏，则( ) A．Q不动，旋转P，屏上的光的亮度不变B．Q不动，旋转P，屏上的光的亮度时强时弱C．P不动，旋转Q，屏上的光的亮度不变D．P不动，旋转Q，屏上的光的亮度时强时弱【答案】BD【解析】光波是横波，偏振片只允许某个方向振动的波通过，Q不动，旋转P，只有当Q和P平行时，屏上的亮度才最亮，所以旋转过程中屏上的光的亮度时强时弱，故A错误B正确同理P不动，旋转Q时，也得到相同的结果，故C错误D正确故选BD【考点】考查了光的偏振点评：自然光向各个方向发射，而偏振光则是向特定方向放射．5.如图所示，太阳光照射到偏振片P，在偏振片P和光屏之间有偏振片Q，则透过偏振片P的光的振动方向( )A.是水平的，光屏上是明的B是水平的，光屏上是暗的C.是竖直的，光屏上是明的D是竖直的，光屏上是暗的【答案】D【解析】太阳光可以看成自然光，各个方向的振动都对称，照到偏振片时，和偏振化方向相同的振动都通过，而垂直的都不通过，所以通过偏转片P的是竖直方向上的光，而竖直方向上的光通不过水平的偏振片，故光屏上是暗的，故选D【考点】考查了光的偏振点评：关键是知道太阳光可以看成自然光，各个方向的振动都对称，照到偏振片时，和偏振化方向相同的振动都通过，而垂直的都不通过，6.如图所示，P是一偏振片，P的偏振方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向。
西安交大大物实验偏振光2
偏振光II姓名：专业：班级：学号：一、实验目的：本实验主要是利用起偏、检偏元件及光电探测器要求学生：1．学习掌握偏振光的基本原理、学会用格兰棱镜获得偏振光及检验偏振光的一般方法。
2．根据马吕斯定律验证硅光电池的线性响应。
3．利用布儒斯特定律测量介质的折射率二、实验原理：偏振光原理：按电磁波理论,光是横波，它的振动方向和光的传播方向垂直.实际中最常见的光的偏振态大体为五种，即自然光、线偏振光、部分偏振光、圆偏娠光和椭圆偏振光．1. 自然光是各方向的振幅相同的光。
对自然光而言，它的振动方向在垂直于光的传播方向的平面内可取所有可能的方向，没有一个方向占有优势.若把所有方向的光振动都分解到相互垂直的两个方向上，则在这两个方向上的振动能量和振幅都相等。
2．线偏振光是在垂直于传播方向的平面内，光矢量只沿一个方向振动。
起偏器是将非偏振光变成线偏振光的器件；检偏器是用于鉴别光的偏振光状态的器件。
常见的起偏或检偏的元件构成有两种：偏振片：它是利用聚乙烯醇塑胶膜制成，它具有梳状长链形结构分子，这些分子平行排列在同一方向上，此时胶膜只允许垂直于排列方向的光振动通过，因而产生线偏振光.光学棱镜：如尼科耳棱镜、格兰棱镜等，它是利用光学双折射的原理制成的；3．部分偏振光：除了自然光和线偏振光外，还有一种偏振状态介于两者之间的光．如果用偏振片去检验这种光的时候，随着检偏器透光方向的转动，透射光的强度既不象自然光那样不变，又不象线偏振光那样每转90o。
交替出现强度极大和消光．其强度每转90o也交替出现极大和极小，但强度的极小不是0(即不消光)。
从内部结构看，这种光的振动虽然也是各方向都有，但不同方向的振幅大小不同，具有这种特点的光，叫做部分偏损光4．圆偏振光如的光矢量在波面内运动的特点是其瞬时值的大小不变，方向以角速度(即波的圆频率)匀速旋转，这种光叫做圆偏振光．圆偏振光可看成是两个相互垂直的线偏振光的合成（如图所示）电矢量表达式为：我们假定波是沿z轴传播的，在图中它垂直纸面迎面而系．这时若电矢量按逆时针方向旋转，我们称为左旋圆偏振光。
高二物理光的偏振试题
高二物理光的偏振试题1.由下列哪些现象可以说明光是横波()A．光的干涉和衍射现象B．光的折射现象C．光的全反射现象D．光的偏振现象【答案】D【解析】根据光能发生干涉和衍射现象，说明光是一种波，具有波动性；光的折射现象仅反映了光通过两种介质的界面时的一种传播现象，不能说明光是横波；根据光的全反射现象，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；光的偏振现象说明振动方向与光的传播方向垂直，即说明光是横波，所以正确选项为D。
思路分析：干涉和衍射是波所特有的属性；偏振现象是横波才会出现的现象。
试题点评：考查学生对光的认识2.如图19－2所示，P是一偏振片，P的偏振方向(用带有箭头的实线表示)为竖直方向。
下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光()图19－2A．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】如题图所示，因偏振片的透振方向为竖直方向，水平方向振动的光不能透过，太阳光是自然光，故太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45°角振动的光，都能在P的另一侧观察到透射光，只是与竖起方向成45°角振动的光的透射光弱些，故A、B、D正确。
思路分析：利用起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过即光强为零。
偏振方向平行时，光强度达到最大。
试题点评：对偏振现象的实验的考查3.两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以致没有光通过。
如果将其中的一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述的哪一种现象()A．透过偏振片的光强先增强，然后又减少到零B．透过的光强先增强，然后减少到非零的最小值C．透过的光强在整个过程中都增强D．透过的光强先增强，再减弱，然后又增强【答案】A【解析】起偏器和检偏器的偏振方向垂直时，没有光通过即光强为零。
偏振方向平行时，光强度达到最大。
当其中一个偏振片转动180°的过程中，两偏振片的方向由垂直到平行再到垂直，所以通过的光先增强，又减少到零，所以答案为A。
高三物理光的偏振试题
高三物理光的偏振试题1.下列说法中正确的是___________。
A．X射线穿透物质的本领比γ射线更强B．光的偏振现象说明光是纵波C．同一列声波在不同介质中传播速度不同，光波在不同介质中传播速度相同D．爱因斯坦狭义相对论指出：真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的【答案】D【解析】由于X射线穿透物质的本领没有γ射线强，故A是不对的；光的偏振现象说明了光是横波，故B也不对；同一列声波在不同介质中传播速度不同，光波在不同介质中传播速度也不相同，故C也不对；真空中的光速在不同的惯性参考系中都是相同的是正确的，它是相对论基本公设之一，故该题选D；【考点】光的偏振，射线的穿透能力，相对论2.用如图所示的实验装置观察光的薄膜干涉现象.图(a)是点燃酒精灯(在灯芯上洒些盐),图(b)是竖立的附着一层肥皂液薄膜的金属丝圈.将金属丝圈在其所在的竖直平面内缓慢旋转,观察到的现象是( )A．当金属丝圈旋转30°时干涉条纹同方向旋转30°B．当金属丝圈旋转45°时干涉条纹同方向旋转90°C．当金属丝圈旋转60°时干涉条纹同方向旋转30°D．干涉条纹保持原来状态不变【答案】D【解析】金属丝圈在竖直平面内缓慢旋转时,楔形薄膜形状各处厚度形状几乎不变.因此,形成的干涉条纹保持原状态不变,D正确,A､B､C错误.3.夜晚,汽车前灯发出的强光将迎面驶来的汽车的司机照射的睁不开眼晴,影响行车安全,若将汽车前窗玻璃和前灯玻璃都改用偏振玻璃,使双方司机都看不见对方车灯发出的炫目灯光,但能看清自己车灯发出的光所照亮的物体.所以汽车前窗玻璃､前灯玻璃的透振方向应该是( )A．前窗玻璃的透振方向是竖直的,前灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的,前灯玻璃的透振方向是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°,前灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃的透振方向和前灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°【答案】D【解析】汽车前灯采用偏振玻璃后,从中发出的是偏振光,要使司机能看清自己的车灯所照亮的物体(使物体反射的车灯光最大限度地透过前窗玻璃),应使自己前窗玻璃的偏振方向与车灯发出的光的偏振方向一致.另外,应使对方车灯光的偏振方向恰好和自己车前窗玻璃的偏振方向垂直,使得对方车灯射过来的灯光几乎不能透过,防止了司机炫目情况的发生,而A､C选项会造成司机看不到被自己的车灯照亮的物体,B选项会使对方司机看到自己的车灯射出的灯光,影响行车安全.所以A､B､C是错误的,只有D正确.4.奶粉的碳水化合物 (糖)的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向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标准值相比较，就能确定被测样品的含糖量了.如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，然后将被测样品P置于A、B之间.(1)偏振片A的作用是什么？(2)偏振现象证明了光是一种______ .(3)以下说法中正确的是( )A.到达O处光的强度会明显减弱B.到达O处光的强度不会明显减弱C.将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度等于αD.将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度等于α【答案】(1)见解析（2）偏振现象证明了光是一种横波(3)ACD【解析】(1)自然光源发出的光不是偏振光，但当自然光经过偏振片后就变成了偏振光，因此偏振片A的作用是把自然光变成偏振光.(2)偏振现象证明了光是一种横波.(3)因为A、B的透振方向一致，故A、B间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后变成偏振光，通过B后到O.当在A、B间加上糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A的偏振光的振动方向转动了一定角度，使通过B到达O的光的强度不是最大，但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光的振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度.若偏振片B不动而将A旋转一个角度，再经糖溶液旋光后光的振动方向恰与B的透振方向一致，则A转过的角度也为α，故选项A、C、D正确.5.如题12B-1 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】偏振片对入射光具有遮蔽和透过的功能，可使纵向光或横向光一种透过，一种遮蔽，旋转偏振片P，PQ放置的方向不同，通过P的光线有一部分不能通过Q，A、B 两点光的强度A不变,B有变化。
大学物理 光的偏振习题
n 石晶体中 o 光折射率比 e 光折射率大，故入射角相同时，由折射定律 n o sin i = sin γ o ，
n e sin i = sin γ e 知 o 光折射角比 e 光折射角大（因 n o > ne ），晶体外 o 光、e 光折射光
i 线的方向如图所示。
h 三、计算题
z 1．如图，已知：一束自然光入射到折射率 n 2
= I1 cos2 30� cos2 60� − 30�
=
1 2
I
0
cos2
30 �
cos2
60�
− 30�
9
.= 32 I0
I0 I1 I2 I3
w（若取θ
=）
P1 P3 P2
ww3．如图， P1 、 P2为偏振化方向间夹角为α 的两个偏振片。光
强为 I 0 的平行自然光垂直入射到 P1 表面上，则通过 P2 的光强 I
A
光轴 e光
法线 o光
e光波面
面，此题垂直于纸面）内，由双折射规律知：此时晶体内 o 光、e 光的主平面（折射光线
n 和光轴组成的平面）与主截面重合，o 光的振动方向垂直于 o 光的主平面（纸面内）、e
光的振动方向在 e 光的主平面内（垂直于纸面），如图所示。从图中可以看出，o 光和 e
a 光传播方向相同，光振动方向互相垂直。当 o 光、e 光从晶体内出射到晶体外时，因方解
透射光束的折射角 γ = 90� − i0 = 90� − 60� = 30�
zh 再由布儒斯特定律 tg i0
=
n2 n1
得
i0
n1
γ
n2
玻璃的折射率 n2 = n1 tg 60� = 1.73
偏振光实验试卷及评分标准
偏振光实验试卷总分：100组卷人：系统管理员一、单选题共 5 小题共 20 分1. (4分)一单色光通过偏振片P投射到光屏上形成亮点，若将P以入射光线为轴旋转一周，发现在转动过程中光屏上的亮度不变；在将四分之一波片置于P前，然后再转动P，发现光屏上亮点产生明暗交替的变化。
由此，判定入射光是:标准答案：BA. 线偏振光B. 圆偏振光C. 部分偏振光D. 自然光2. (4分)两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射,没有光线通过，当其中一偏振片慢慢的转过180°时，透射光强度发生变化为:标准答案：BA. 光强单调地增加B. 光强先增加，后减少至零C. 光强先增加，后减少，再增加D. 光强先增加，后减少，再增加，再减少至零3. (4分)光有【】种偏振态。
标准答案：CA. 3B. 4C. 5D. 64. (4分)普通光源—如太阳、电灯所发的光为【】。
标准答案：AA. 自然光线，B. 偏振光，C. 部分偏振光，D. 圆偏振光和椭圆偏振光。
5. (4分)光强为线偏振光，经过一个偏振片，此偏振片的透光方向与入射光偏振方向的夹角为，则经过这个偏振片后光强为【】，这就是马吕斯定律。
标准答案：AA.B.二、操作题共 2 小题共 80 分1. (40分)研究λ/2波片对偏振光的影响考题内容：研究λ/2波片对偏振光的影响1：使偏振片A和B的偏振轴正交(消光)，并在A和B之间插入一个λ/2波片C。
2：以光线为轴将λ/2波片转动任意角度，破坏消光现象，再将B转动360°，观察消光现象。
改变C(λ/2波片)的慢（或快）轴与激光振动方向之间的夹角θ，使其分别为15°、30°、45°、60°、75°、90°，转动B到消光位置θ′,记录角度θ′，并将记录填入下表：初始状态：考察关键点：要测量的物理量：★仪器使用顺序正常及仪器使用正确◆ (4.80分)仪器使用顺序正常及仪器使用正确评分规则：仪器使用顺序正常及仪器使用正确，得4.80分错误，整题不得分标准答案：仪器使用顺序正常及仪器使用正确★以光线为轴将λ/2波片转动任意角度,破坏消光现象，再将B转动360°。
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.。
高中物理选修1光的偏振 激光多项选择题专项训练
高中物理选修1光的偏振激光多项选择题专项训练姓名：__________ 班级：__________考号：__________一、多项选择（共20题）1、有关偏振和偏振光的下列说法中正确的有A．只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振B．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振C．横波和纵波都能发生偏振D．除了从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2、让太阳光通过两块平行放置的偏振片，关于最后透射光的强度，下列说法正确的是A．当两个偏振片透振方向垂直时，透射光强度最强B．当两个偏振片透振方向垂直时，透射光强度最弱C．当两个偏振片透振方向平行时，透射光强度最弱D．当两个偏振片透振方向平行时，透射光强度最强3、关于偏振，下列说法正确的是A.任何波都有偏振现象B.太阳光透过偏振片后强度有所减弱，说明太阳光是偏振光C.让一束自然光垂直穿过两个偏振片，当两个偏振片的透振方向平行时透过的光强度最大D.让一束自然光垂直穿过两个偏振片，若两个偏振片的透振方向不平行则没有任何透射光4、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5、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片，透射光的强度变化B．一束自然光入射到两种介质的分界面上，当反射光与折射光线之间的夹角恰好是900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光片可以使景象更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹6、如图，P是偏振片，P的透振方向（用图中的实线表示）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7、下列说法正确的是：A．在水中红光比紫光传播速度慢B．绿光比红光更容易发生全反射C．在利用单摆测量重力加速度的实验中，测量单摆的振动周期时，计时起点从小球摆到最高点开始计时D．光的偏振现象说明光是横波8、下列说法正确的是__________A．光的偏振现象证明了光波是纵波B．对于同一障碍物，波长越大的光波，越容易绕过去C．泊松亮斑说明了光具有波动性D．在白炽灯的照射下从两块捏紧的玻璃板表面看到彩色条纹，这是光的干涉现象9、在垂直于太阳光的传播上前后各放置两个偏振片P和Q，在Q的后面放一光屏，则( )A．Q不动，旋转P，屏上的光的亮度不变B．Q不动，旋转P，屏上的光的亮度时强时弱C．P不动，旋转Q，屏上的光的亮度不变D．P不动，旋转Q，屏上的光的亮度时强时弱10、如图所示，P是一偏振片，P的透振方向（用带有箭头的实线表示）为竖直方向。
西南交大物理实验期末试题题库-光学基础_试题
光学基础考题：1．在使用物距像距法测量时，需要使用的器件是：（D）A，光源、物屏、像屏、透镜；B，光源、物屏、像屏、透镜、平面镜；C，光源、物屏、像屏、凹透镜；D，光源、物屏、像屏、凸透镜。
2．会聚透镜成像时，当像为倒立的、缩小实像时，像距v与焦距f之间的关系为：(D) A, v = 2f ；B, –∞< v < 0 ；C, v > 2f ； D, 2f > v > f 。
3.会聚透镜成像时，当像为倒立的、缩小实像时，物距u与焦距f之间的关系为：（C）A, u < 2 f ；B，u > f ；C，u /2 > f ；D，u = 2 f 。
4．自准直法又称为：(C)A, 反射法；B，二次成像法；C．平面镜法；D，物距像距法。
5．二次成像法又称为：（B）A)反射法B)共轭法C)平面镜法D)物距像距法6. 二次成像法在测凸透镜焦距时，如果凸透镜移动的距离为e,物屏与像屏间的距离为L,使用计算公式必须满足的条件是：(B)A, L > 2f ；B，L > 4f ；C，L < 4f ；D，L ≥4f 。
7.由辅助透镜成像求焦距，不会用到的器件是：(A)A, 平面镜；B，平面镜和像屏；C，像屏；D，平面镜和物屏。
8.下面那种透镜组合将得不到实像？(A)A，凹-凹透镜组合；B，凸-凸透镜组合；C，凹-凸透镜组合；D，凸-凹透镜组合。
9.在用自准直法测凸透镜焦距时，不会用到的器件是：(B)A，平面镜；B，凹透镜和像屏；C，像屏；D，物屏。
10.利用光的可逆性原理，在测焦距实验中的应用是：(B)A，物距像距法；B,自准直法；C，共轭法；D，反射法。
11.鉴别凸凹透镜的直接简单方法是：(D)A，用手触摸形态；B，观察像屏的成像；C，用反射镜看光的亮度；D，观察文字字体的大小变化。
12.在实验中凸透镜同轴等高的调整、是要求使什么调在透镜的主光轴上?(D)A，像屏坐标中点；B，物屏上的1字；C，物屏1字上的某一点与像屏坐标中点；D，物屏1字上的某一点。
大学物理实验光的偏振思考题答案
大学物理实验光的偏振思考题答案-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN1、首先，光强的计算并不是利用合成矢量来计算的，光强与振幅的平方成正比，振幅即矢量的模；其次，不论是人眼还是探测器，都不可能接收瞬时光强，即光矢量的振幅大小；最重要的一点，矢量的合成是有条件的，这一点物理光学中有很详细的解释，即必须是相干光才能合成，而自然光一般为非相干光。
非相干光的光强叠加只是不同光线光强的简单叠加。
因而，只要有光线，光强恒大于0。
但相干光与此不同，会有等于0的情况。
2、因为其不是偏振光，所以光强I不发生变化。
3、光的偏振实验中，如果在一组相互正交的偏振片之间插入一块半波片，使其光轴和起偏器的偏振轴平行，则透过检偏器的光斑还是暗的。
因为经过起偏器后的线偏振光的偏振方向与波片光轴平行，与波片光轴垂直方向没有分量，此时不发生双折射效应，经过波片后仍然是原方向振动的线偏振光，所以消光。
将检偏器旋转90度后，光斑的亮暗有变化，变亮，因为经过波片后仍然是原方向振动的线偏振光，检偏器旋转90度后正好与线偏振光振动方向一致。
这个问题的关键在于波片的光轴和起偏器偏振轴平行，线偏振光经过后不改变偏振方向。
我们知道线偏振光经过1/2波片偏振方向是要关于光轴（或者快轴，或者慢轴）对称的。
当线偏振光偏振方向平行或者垂直与快轴或者慢轴时，波片不起改变偏振态的作用，不仅1/2波片如此，其它波片也这样。
4、用一个偏振片就能分辨。
当自然光通过偏振片时，无论偏振片怎么旋转或者是静止（以光的传播方向为轴）光的强度都不会发生变化。
当圆偏振光通过偏振片时，保持偏振片不动，你会发现光的强度呈周期性变化，而且会出现消光。
当圆偏振光与自然光的混合光通过偏振片时，保持偏振片不动，你也会发现光的强度呈周期性变化，但不会出现消光。
2。
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。
偏振光学期末试题及答案
《偏振光学》课程期末考试题与答案一、给出下列概念的数学表达式：(20分)1、以x E 、y E 为基矢的光波的琼斯向量答：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=⎥⎦⎤⎢⎣⎡=y x j y j x y x y x e E e E E E E δδ, 2、以x E 、y E 为基矢的光波的光强答：22,,y x y x y x E E E E I +==+3、用线偏光与左、右旋光表示的斯托克斯向量的四个分量 答：I I I I I I I s r l y x =+=+=+=-440ππ y x I I s -=1442ππ--=I I s l r I I s -=34、用几何参量表示的斯托克斯向量的四个分量答：I s =0εθ2cos 2cos 01s s =εθ2cos 2sin 02s s =ε2sin 03s s =5、线延迟片的琼斯矩阵（⎥⎦⎤⎢⎣⎡100δi e 型） 答：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--+θθθθθθθθδδδδ2222cos sin cos sin )1(cos sin )1(sin cos j j j j e e e e 6、4λ片的琼斯矩阵（⎥⎦⎤⎢⎣⎡100δi e 型） 答：⎥⎦⎤⎢⎣⎡+--+θθθθθθθθ2222cos sin cos sin )1(cos sin )1(sin cos j j j j7、半波片的琼斯矩阵（⎥⎦⎤⎢⎣⎡100δi e 型） 答：⎥⎦⎤⎢⎣⎡---θθθθ2cos 2sin 2sin 2cos 8、线旋光片矩阵 答： ⎥⎦⎤⎢⎣⎡-ααααcos sin sin cos 9、理想线偏振片矩阵（透光轴与坐标横轴交角为ϕ）答：⎥⎦⎤⎢⎣⎡ϕϕϕϕϕϕ22sin cos sin cos sin cos 10、 透光轴相对于x 轴沿逆时针方向旋转角ϕ的非理想偏振片的琼斯矩阵（透光轴正交方向上的振幅透射比记为ε）答：⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡⋅+--⋅+φεφφφεφφεφεφ2222cos sin cos )sin 1(cos )sin 1(sin cos 二、证明：用几何参量表示的光矢⎥⎦⎤⎢⎣⎡=y x E E E 的复偏振参量表达式为εθεθχt a nt a n 1t a n t a n ,j j y x -+=。
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西南交大物理实验期末考试题库偏振光
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试题
偏振光的研究_01 出题：朱宏娜
部分偏振光经过检偏器后，在检偏器转动360︒的过程中，白屏上观察到的现象是（ B ）。
A，两明两零； B，两明两暗；
C，光强不变； D，都有可能。
偏振光的研究_02 出题：朱宏娜
自然光经过检偏器后，在检偏器转动360︒的过程中，白屏上观察到的现象是（ C ）。
A，两明两零； B，两明两暗；
C，光强不变； D，都有可能。
偏振光的研究_03 出题：朱宏娜
线偏振光经过检偏器后，在检偏器转动360︒的过程中，白屏上观察到的现象是（ A ）。
A，两明两零； B，两明两暗；
C，光强不变； D，都有可能。
偏振光的研究_04 出题：朱宏娜
椭圆偏振光经过检偏器后，在检偏器转动360︒的过程中，白屏上观察到的现象是（ B ）。
A，两明两零； B，两明两暗；
C，光强不变； D，都有可能。
偏振光的研究_05 出题：朱宏娜
圆偏振光经过检偏器后，在检偏器转动360︒的过程中，白屏上观察到的现象是（ C ）。
A，两明两零； B，两明两暗；
C，光强不变； D，都有可能。
偏振光的研究_06 出题：朱宏娜
椭圆偏振光经过1/4波片以后会变成（ B ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_07 出题：朱宏娜
圆偏振光经过1/4波片以后会变成（ B ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_08 出题：朱宏娜
自然光经过1/4波片以后会变成（ A ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_09 出题：朱宏娜
部分偏振光经过1/4波片以后会变成（ D ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，部分偏振光。
偏振光的研究_10 出题：朱宏娜
将非偏振光变成偏振光的过程称为（ D ）。
A，检偏； B，起偏；
C，验偏；。
偏振光的研究_11 出题：朱宏娜
线偏振光通过1/4波片后，当入射光的振动面与光在波片内的主截面间的夹角θ为30︒的时候，出射光为（ C ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_12 出题：朱宏娜
线偏振光通过1/4波片后，当入射光的振动面与光在波片内的主截面间的夹角θ为45︒的时候，出射光为（ D ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_13 出题：朱宏娜
线偏振光通过1/4波片后，当入射光的振动面与光在波片内的主截面间的夹角θ为0︒的时候，出射光为（ B ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_14 出题：朱宏娜
线偏振光通过1/4波片后，当入射光的振动面与光在波片内的主截面间的夹角θ为90︒的时候，出射光为（ B ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_15 出题：朱宏娜
线偏振光通过1/4波片后，当入射光的振动面与光在波片内的主截面间的夹角θ为60︒的时候，出射光为（ C ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_16 出题：朱宏娜
自然光经过1/2波片以后会变成（ A ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_17 出题：朱宏娜
部分偏振光经过1/2波片以后会变成（ D ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，部分偏振光。
偏振光的研究_18 出题：朱宏娜
线偏振光经过1/2波片以后会变成（ B ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，部分偏振光。
偏振光的研究_19 出题：朱宏娜
我们进行的偏振光的研究的实验中是让光源通过（ C ）来产生线偏振光。
A，反射； B，折射；
C，具有二向色性的晶体； D，双折射晶体。
偏振光的研究_20 出题：朱宏娜
我们实验中所用到的起偏器和检偏器实际上都是（ B ）。
A，1/2波片； B，偏振片；
C，1/4波片； D，全波片。
偏振光的研究_21 出题：朱宏娜
要把自然光和圆偏振光区别出来，除了用检偏器外，还要用到（ C ）。
A，1/2波片； B，偏振片；
C，1/4波片； D，全波片。
偏振光的研究_22 出题：朱宏娜
要把部分偏振光和椭圆偏振光区别出来，除了用检偏器外，还要用到（ C ）。
A，1/2波片； B，偏振片；
C，1/4波片； D，全波片。
偏振光的研究_23 出题：朱宏娜
自然光经过起偏器片以后会变成（ B ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_24 出题：朱宏娜
部分偏振光经过起偏器以后会变成（ B ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，部分偏振光。
偏振光的研究_25 出题：朱宏娜
光矢量的振动在垂直于传播方向的平面内有无穷多个，均匀分布，振幅相等，这样的光为（ A ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，部分偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_26 出题：朱宏娜
光矢量只沿一个固定方向振动的光为（ B ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，部分偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_27 出题：朱宏娜
在垂直于光传播方向的平面内，各方向都有光振动，但振幅不等的光为（ C ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，部分偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_28 出题：朱宏娜
在垂直于光的传播方向的平面内，光矢量以一定的频率旋转。
矢量端点轨迹为椭圆时，这样的光为（ C ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_29 出题：朱宏娜
在垂直于光的传播方向的平面内，光矢量以一定的频率旋转。
矢量端点轨迹为圆时，这样的光为（ D ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，圆偏振光。
偏振光的研究_30 出题：朱宏娜
一般光源（比如说日光，烛光等）发出来的光为（ A ）。
A，自然光； B，线偏振光；
C，椭圆偏振光； D，圆偏振光。
31.下面关于晶体光轴的叙述中，正确的是（ C ）。
A，光轴是晶体中的一条特殊直线，
晶体的物理性质对该直线有对称性；
B，光轴是晶体外部几何形状的一条对称轴；
C，光轴定义了一个方向，光线沿该方向入射时，
在晶体内部不发生双折射现象；
D，晶体只有唯一的一个光轴，不可能有多个光轴。
预习题
偏振光的研究_01 出题：朱宏娜
光波是一种（ A ）。
A，电磁波； B，机械波；
C，物质波； D，既不是电磁波也不是机械波。
偏振光的研究_02 出题：朱宏娜
光的偏振现象说明了光波是（ A ）。
A，横波； B，纵波；
C，既是横波也是纵波； D，既不是横波也不是纵波。
偏振光的研究_03 出题：朱宏娜
偏振是光的（ B ）的重要特性之一。
A，粒子性； B，波动性；
C，物质性；
偏振光的研究_04 出题：朱宏娜
光波的电矢量E的振动方向（ A ）于光的传播方向。
A，垂直； B，平行；
C，相斜交。
偏振光的研究_05 出题：朱宏娜
当一束单色平行自然光入射到双折射晶体后，光在晶体内部便分解为光和光。
光电矢量（ B ）于光轴。
A，平行； B，垂直；
C，斜交。
偏振光的研究_06 出题：朱宏娜
当一束单色平行自然光入射到双折射晶体后，光在晶体内部便分解为光和光。
光电矢量（ A ）于光轴。
A，平行； B，垂直；
C，斜交。
偏振光的研究_07 出题：朱宏娜
当一束单色平行自然光入射到双折射晶体后，光在晶体内部便分解为光和光。
光电矢量（ B ）于光电矢量。
A，平行； B，垂直；
C，斜交。
偏振光的研究_08 出题：朱宏娜
任何偏振态的光通过全波片( B )振动状态的变化。
A，发生； B，不发生。
偏振光的研究_09 出题：朱宏娜
任何偏振态的光通过1/4波片( C )振动状态的变化。
A，发生； B，不发生；
C，可能会发生。
偏振光的研究_10 出题：朱宏娜
任何偏振态的光通过偏振片( C )振动状态的变化。
A，肯定会发生； B，肯定不发生；
C，可能会发生。