第二十章光的偏振自測(cè)題答案

1、第二十章光的偏振自測(cè)題答案一、選擇題：ACABB BCCDB DBCBD DDABC二、填空題：2I, I/8,線偏振光，橫，光軸，C0S>C0S，圓，大丁，48.44° =48°2660°, 3I °/16,捐，91.7,8.6, 5um 三、計(jì)算題1、自然光通過兩個(gè)偏振化方向問成600的偏振片，透射光強(qiáng)為I 1。今在這兩個(gè)偏振片之間再插入另一偏振片，它的偏振化方向與前兩個(gè)偏振片均成 30。角，則透射光強(qiáng)為多少？解：設(shè)入射的自然光光強(qiáng)為I°,則透過第1個(gè)偏振片后光強(qiáng)變?yōu)闃I(yè)，3分2透過第2個(gè)偏振片后光強(qiáng)變?yōu)镮 ° cos2 60

2、° = 11 ,3分22I1由此得I。=廠0 =8I3分cos 60上述兩偏振片間插入另一偏振片，透過的光強(qiáng)變?yōu)镮2 =Zcos2 300 cos2300 = 9I =2.25I3分242、自然光入射到兩個(gè)互相重疊的偏振片上。如果透射光強(qiáng)為（1）透射光最 大強(qiáng)度的三分之一 ,（2）入射光強(qiáng)度的三分之一，則這兩個(gè)偏振片的偏振化方向 間的火角是多少？解：（1）設(shè)入射的自然光光強(qiáng)為I0，兩偏振片同向時(shí)，透過光強(qiáng)最大，為2當(dāng)透射光強(qiáng)為I1=lx：b時(shí)，有2分3 21 02 .1 0oI1= cos 22 6兩個(gè)偏振片的偏振化方向問的火角為功=arccos, 1 = 54044 . 3(2)由

3、丁透射光強(qiáng)I? =Ecos%2 =由4 分232 c所以有 e2 =arccos,g =36 16 *3、投射到起偏器的自然光強(qiáng)度為I。，開始時(shí)，起偏器和檢偏器的透光軸方 向平行.然后使檢偏器繞入射光的傳播方向轉(zhuǎn)過300 , 45。，600，試分別求出在上述三種情況下，透過檢偏器后光的強(qiáng)度是I°的幾倍？解：由馬呂斯定律有11 = cos230°= 3 104分281 02112 =cos45= 104分2 41 113 = cos 60104 分2 8所以透過檢偏器后光的強(qiáng)度分別是I °的3 ,】，1倍. 8 4 84、使自然光通過兩個(gè)偏振化方向火角為 60。的偏

4、振片時(shí)，透射光強(qiáng)為Ii, 今在這兩個(gè)偏振片之間再插入一偏振片，它的偏振化方向與前兩個(gè)偏振片均成 30° ,問此時(shí)透射光I與I1之比為多少？ 解：由馬呂斯定律Ii =墾 cos2 60 ° = 4 分281 02cc o 2cc o 91 0 A /I = cos 30 cos 30 = 4 分232- =9 =2.254 分Ii 45、水的折射率為1.33，玻璃的折射率為1.50 ,當(dāng)光由水中射向玻璃而反 射時(shí)，起偏振角為多少？當(dāng)光由玻璃射向水中而反射時(shí)， 起偏振角乂為多少？這 兩個(gè)起偏振角的數(shù)值問是什么關(guān)系？解：由布儒斯特定律tani。=匹可知，當(dāng)光由水中射向玻璃而反射時(shí)

5、，起n偏振角為n21.50c0“.lio - arctan - arctan48 265n11.33光由玻璃中射向水而反射時(shí)，起偏振角為分i0 = arctan = arctan=41345n21.50分由此，可見這兩個(gè)起偏振角的數(shù)值問是互余關(guān)系，即 i0 十 10 =。22分6、根據(jù)布儒斯特定律可以測(cè)定不透明介質(zhì)的折射率。今測(cè)得釉質(zhì)的起偏振 角i° =58°,試求它的折射率。解：由布儒斯特定律tani0 =虺 6 分ni可知，當(dāng)光由空氣（1=1.00）中射向不透明介質(zhì)而反射時(shí)，n2 =tani0 = tan580 & 1.606 分7、已知從一池靜水（n=1.33

6、）的表面反射出來的太陽光是線偏振光，此時(shí),太陽在地平線上多大仰角處？解：由布儒斯特定律可知，太陽光由大氣（1=1.00 ）射向水面（n2=1.33）的入射角為i = i o = arctan 匹=arctan 1.33 : 5304 n11.00此時(shí)，太陽在地平線上的仰角為： =90° 一53咨=36°56 06 分8、平行放置兩偏振片，使它們的偏振化方向成 60°的火角。(1) 如果兩偏振片對(duì)光振動(dòng)平行丁其偏振化方向的光線均無吸收，則讓自然光垂直入射后，其透射光的強(qiáng)度與入射光的強(qiáng)度之比是多少？(2) 如果兩偏振片對(duì)光振動(dòng)平行丁其偏振化方向的光線分別吸收了10%勺

7、能量，則透射光強(qiáng)與入射光強(qiáng)之比是多少？解：(1)設(shè)入射光強(qiáng)為I。，自然光通過第一偏振片后，強(qiáng)度11=3,由馬呂斯定律，通過第二偏振片后強(qiáng)度為：12 = 11 cos2 600 = 11 cos2 600 =衛(wèi) 3分28得到：上=1 =0.1253分I08(2)當(dāng)有10%勺能量吸收時(shí)：|1=10(1一10%)2分2I2 =I1cos2600 勺1 10%)=呈(1 10%)2 = 0.10125I02 分8得到：2 =0.101252分I 09、在兩個(gè)正交的理想偏振片之間有一個(gè)偏振片以勻角速度缶繞光的傳播方 向旋轉(zhuǎn)，若入射的自然光的光強(qiáng)為I0,求透射光強(qiáng)解：如圖所示，兩個(gè)正交的理想偏振片 M、N

8、之間插入偏振片P,由馬呂斯定律可知，從M出射的光強(qiáng)為I1 =Z ,3 分2從P出射的光強(qiáng)為I2 =I1 cos%t ncos2切t3 分2從N出射的光強(qiáng)為21 022.I = 12cos ( - t) = cos tsin -t 22上(1 -cos4ot)6 分1610、兩尼科耳棱鏡的主截面間的火角由300轉(zhuǎn)到45°(1) 當(dāng)入射光是自然光時(shí)，求轉(zhuǎn)動(dòng)前后透射光的強(qiáng)度之比；(2) 當(dāng)入射光是線偏振光時(shí)，求轉(zhuǎn)動(dòng)前后透射光的強(qiáng)度之比。解：(1)當(dāng)入射光是自然光時(shí)：11=1 分221 0203c八12 = 11 cos 二1 = cos 30 = 102分282 一1 0 2 0 1 0小八12 =I1 cos 工2 = cos 45 = 2分24I23/83得到：=1.51分I 1/42(2)當(dāng)入射光是線偏振光時(shí)，通過第一個(gè)尼科耳棱鏡后會(huì)分解為。光和e光, 令此時(shí)線偏振光強(qiáng)為：11