第20章光的偏振

第二十章光的偏振一、选择题1、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．［B］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．［A］3、一束光强为I0的自然光，相继通过三个偏振片P1、P2、P3后，出射光的光强为I＝I0/8．已知P1和P2的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转P2，要使出射光的光强为零，P2最少要转过的角度是(A)30°．(B)45°．(C)60°．(D)90°．［B］4、一束光强为I0的自然光垂直穿过两个偏振片，且此两偏振片的偏振化方向成45°角，则穿过两个偏振片后的光强I为(A)I0/2．(B)2I0/2．(C)4/0I2．(D)I0/4．［D］5、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)3I0/8．(C)3I0/32．(D)I0/16．［C］6、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．［B］7、如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为60°，光强为I0的自然光垂直入射在偏振片上，则出射光强为(A)I0/8．(B)I0/4．(C)3I0/8．(D)3I0/4．［A］8、使一光强为I0的平面偏振光先后通过两个偏振片P1和P2．P1和P2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别是和90°，则通过这两个偏振片后的光强I是(A)21I0cos2．(B)0．(C)41I0sin2(2)．(D)41I0sin2．(E)I0cos4．［C］9、光强为I0的自然光依次通过两个偏振片P1和P2．若P1和P2的偏振化方向的夹角＝30°，则透射偏振光的强度I是(A)I0/4．(B)3I0/4．(C)3I0/2．(D)I0/8．(E)3I0/8．［E］10、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．［B］11、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°．［D］12、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．［C］13、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°．［D］14、ABCD为一块方解石的一个截面，AB为垂直于纸面的晶体平面与纸面的交线．光轴方向在纸面内且与AB成一锐角，如图所示．一束平行的单色自然光垂直于AB端面入射．在方解石内折射光分解为o光和e光，o光和e光的(A)传播方向相同，电场强度的振动方向互相垂直．(B)传播方向相同，电场强度的振动方向不互相垂直．(C)传播方向不同，电场强度的振动方向互相垂直．(D)传播方向不同，电场强度的振动方向不互相垂直．［C］二、填空题1、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．答案：2i012DACB光轴2、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2块理想偏振片．在此情况下，透射光强最大是原来光强的_________倍答案：1/43、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________________．答案：2I4、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8/0I，则此两偏振片的偏振化方向间的夹角(取锐角)是____________°。答案：606、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．若入射光是自然光或(和)圆偏振光光，则将看到__________________。答案：光强不变7、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__________________，则将看到明暗交替变化，有时出现全暗。答案：线偏振光(完全偏振光)8、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__________________，则将看到明暗交替变化，但不出现全暗。答案：部分偏振光或椭圆偏振光9、用相互平行的一束自然光和一束线偏振光构成的混合光垂直照射在一偏振片上，以光的传播方向为轴旋转偏振片时，发现透射光强的最大值为最小值的5倍，则入射光中，自然光强I0与线偏振光强I之比为__________。答案：1/211、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，则穿过两个偏振片后的光强为___________。答案：013、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．P2P1S1S2S答案：平行或接近平行17、光强为I0的自然光垂直通过两个偏振片后，出射光强I=I0/8，则两个偏振片的偏振化方向之间的夹角为__________°。答案：6022、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E矢量的振动方向___________。答案：垂直于入射面23、一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃片上，就偏振状态来说则透射光为__________。答案：部分偏振光24、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________________°。水阳光仰角答案：3725、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，在这反射光中的E矢量的方向应____________。水阳光仰角答案：垂直于入射面26、一束平行的自然光，以60°角入射到平玻璃表面上．若反射光束是完全偏振的，则透射光束的折射角是____________________________。答案：3027、一束平行的自然光，以60°角入射到平玻璃表面上．若反射光束是完全偏振的，则玻璃的折射率为______________。答案：1.7330、应用布儒斯特定律可以测介质的折射率.今测得此介质的起偏振角i0＝56.0，这种物质的折射率为__________。答案：1.4831、某一块火石玻璃的折射率是1.65，现将这块玻璃浸没在水中（n=1.33）。欲使从这块玻璃表面反射到水中的光是完全偏振的，则光由水射向玻璃的入射角应为__________°．答案：51.132、假设某一介质对于空气的临界角是45°，则光从空气射向此介质时的布儒斯特角是_________°。答案：54.734、当一束自然光以布儒斯特角入射到两种媒质的分界面上时，就偏振状态来说反射光的振动方向__________于入射面．答案：垂直36、一束自然光自空气入射到折射率为1.40的液体表面上，若反射光是线偏振的，则折射光的折射角为______________°(保留到小数点后一位)．答案：35.537、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。答案：部分38、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，则反射光线和折射光线之间的夹角为___________°．答案：9040、自然光以入射角57°由空气投射于一块平板玻璃面上，反射光为完全线偏振光，则折射角为_______°。答案：3345、附图表示一束自然光入射到两种媒质交界平面上产生反射光和折射光．按图中所示的各光的偏振状态，折射光是________光。n1n2i0答案：部分偏振46、附图表示一束自然光入射到两种媒质交界平面上产生反射光和折射光．按图中所示的各光的偏振状态，这时的入射角i0称为____________角．n1n2i0答案：布儒斯特49、在光学各向异性晶体内部有一确定的方向，沿这一方向寻常光和非常光的____________相等，这一方向称为晶体的光轴．答案：传播速度50、在光学各向异性晶体内部有一确定的方向，只具有一个光轴方向的晶体称为__________晶体．答案：单轴51、光的干涉和衍射现象反映了光的________性质答案：波动52、光的偏振现像说明光波是________波．答案：横53、一束光线入射到单轴晶体后，成为两束光线，沿着不同方向折射．这样的现象称为双折射现象．其中一束折射光称为寻常光，它______________________定律。答案：遵守通常的折射54、一束光线入射到单轴晶体后，成为两束光线，沿着不同方向折射．这样的现象称为双折射现象．其中一束折射光称为寻常光；另一束光线称为非常光，它_____________定律．答案：不遵守通常的折射三、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I0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I1=I0/2通过第2偏振片后，I2＝I1cos245＝I1/4通过第3偏振片后，I3＝I2cos245＝I0/8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)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I3=0.I1仍不变．2、两个偏振片叠在一起，在它们的偏振化方向成1＝30°时，观测一束单色自然光．又在2＝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I1和I2分别为两入射光束的光强．透过起偏器后，光的强度分别为I1/2和I2/2马吕斯定律，透过检偏器的光强分别为1211cos21II,2222cos21II按题意，21II，于是222121cos21cos21II得3/2cos/cos/221221II3、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I0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I0/16．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．透过第一个偏振片后的光强I1＝I0/2．透过第二个偏振片后的光强为I2，由马吕斯