5光的偏振参考答案大学物理下西南交大峨眉校区

《大学物理（下）》作业No.5光的偏振一选择题1．一束光强为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P3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][参考解]设P1与P2的偏振化方向的夹角为α，则82sin8sincos2020220IIII，所以4/，若I=0，则需0或2。可得。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）1/5（C）1/3（D）2/3[A][参考解]设自然光与线偏振光的光强分别为I1与I2，则12121521III，可得。3．某种透明媒质对于空气的全反射临界角等于45°，光从空气射向此媒质的布儒斯特角是（A）35.3°（B）40.9°（C）45°（D）54.7°[D][参考解]由n145sin，得介质折射率2n；由布儒斯特定律，21tan0ni，可得。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][参考解]由布儒斯特定律可知。二填空题1．一束自然光从空气投射到玻璃表面上（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3。[参考解]由布儒斯特定律，nn130tan，可得。2．如图所示，一束自然光入射到折射率分别为n1和n2的两种介质的交界面上，发生反射和折射，已知反射光是完全偏振光，那么折射角r的值为21arctannn。[参考解]由由布儒斯特定律,12tannn且折射光和反射光垂直，故21arctan2nnr。3．在双折射晶体内部，有某种特定的方向称为晶体的光轴，光在晶体内部沿光轴传播时，o光和e光的传播速度相等。三计算题1．三个偏振片P1、P2、P3按此顺序叠在一起，P1、P3的偏振化方向保持相互垂直，P1与P2的偏振化方向的夹角为α，P2可以入射光线为轴转动。今以强度为I0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P2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）2sin8sincos220220III（2）2．如图示的三种透光媒质I、II、III，其折射率分别为n1=1.33、n2=1.50、n3=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？φrn1n2in1n2IIIIIIn30IOP1P2P3[参考解]（1）33.15.1tan12nni4.4833.15.1arctani（2）II、III交界面上入射角i为：ii2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。