15(普)第十五章光的偏振

1第十五章光的偏振班级：学号：姓名：1.单项选择题（每题3分，共30分）（1）用单色自然光做双缝干涉实验时，如果在其中一条缝后放一个偏振片，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，且明纹的亮度减弱；(D)干涉条纹的间距变宽，且明纹的亮度加强。（2）两个偏振片堆叠在一起，使它们的偏振化方向之间的夹角为60°，当用光强为I0的自然光垂直入射时，出射光强为［A］(A)I0/8；(B)I0/4；(C)3I0/4；(D)3I0/8。（3）自然光以布儒斯特角从空气入射到一块玻璃的表面上，则反射光是［D］(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)垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光；(D)垂直于入射面振动的完全线偏振光。（4）一束汞灯的自然绿光从空气以45°的入射角入射到水晶平板上。其光轴平行于板面并垂直于入射面，水晶对于该绿光的o光和e光的主折射率分别为1.5642和1.5554。这时晶体中o光线与e光线的夹角为［C］(A)0.278°；(B)1.740°；(C)0.174°；(D)2.780°。（8）测量单色光的波长时，下列方法中比较准确的方法是［C］(A)牛顿环；(B)双缝干涉；(C)光栅衍射；(D)单缝衍射。（9）在夫琅禾费单缝衍射实验中，如果减小缝宽，其它条件不变，则中央明条纹［B］(A)宽度变小；(C)宽度不变，且中心强度也不变；(B)宽度变大；(D)宽度不变，但中心强度变小。（10）在相同的时间内，一束波长为的单色光在空气中和在玻璃中［C］(A)传播的路程相等，走过的光程相等；(B)传播的路程不相等，走过的光程不相等；(C)传播的路程不相等，走过的光程相等；(D)传播的路程相等，走过的光程不相等。2.填空题（每空2分，共30分）（1）马吕斯定律的数学表达式为I=I0cos2。其中I为通过检偏器的透射光强度，I0为入射（偏振）光的强度，为入射光（光矢量振动）方向与检偏器的偏振化方向之间的夹角。（2）两个偏振片叠放在一起，强度为I0的自然光垂直入射，如果通过两个偏振片后的光强为I0/8，则这两个偏振片的偏振化方向间的夹角为（60°）。如果在两偏振片之间再插入一个偏振片，其偏振化方向与前后两片的偏振化方向的夹角相等，则通过三个偏振片后的透射光强度为（9I0/32）。（3）布儒斯特定律的数学表达式为tani0＝n21，其中（i0）为布儒斯特角，（n21）为折射媒质对入射媒质的相对折射率。（4）应用布儒斯特定律可以测定介质的折射率。已经测得某介质的起偏振角为56.0°，这种物质的折射率等于（1.48）。（5）在光学各向异性晶体内部有一个确定的方向，沿这一方向寻常光和非常光的（传播速度）相等，这一方向称为晶体的光轴。只具有一个光轴的晶体称为（单轴）晶体。2（6）光的干涉和衍射现象表明光具有（波动）性质。光的偏振现象则说明光波是（横）波。3.计算题（共40分）（1）两个偏振片P1、P2叠在一起，自然光与线偏振光的混合光垂直入射在偏振片上。进行了两次实验测量：第一次P1、P2的偏振化方向的夹角为60°，入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P1的偏振化方向夹角也为60°；第二次P1、P2的偏振化方向的夹角为45°，入射光中线偏振光的光矢量振动方向与P1的偏振化方向夹角为，穿过P1的透射光强与入射光强之比为5:12。两次测量中连续穿过P1、P2后的透射光强之比为1:2。忽略偏振片对光的反射和吸收，求①入射光中线偏振光与自然光的强度之比；②角度。（本题10分）提示：设入射光中自然光强为In，线偏振光强为I0，则125cos210n20nIIII2145cos)cos21(60cos)60cos21(220n220nIIII解得210nII60（2）如图5-17所示，三种透光媒质A、B、C的折射率分别为1.33、1.50和1.00。两个界面相互平行。一束自然光从媒质A中入射到A、B的交界面上，如果反射光是线偏振光，①求入射角i；②媒质B、C交界面上的反射光是不是线偏振光？为什么？（本题10分）提示：①624844.48arctan12nni②令介质B中的折射角为r，则65.4190ir-r等于在B、C界面上的入射角。如果B、C界面上的反射光是线偏振光，则必有33.69arctan230nni因为r≠i0，故B、C界面上的反射光不是线偏振光。（3）线偏振光垂直入射在石英晶片上，石英的光轴平行于晶片的表面，石英对o光和e光的主折射率分别为1.544和1.553。①如果入射光振动方向与晶片的光轴成60°角，不考虑反射和吸收损失，计算透过石英晶片的o光与e光的光强之比；②如果晶片的厚度为0.50mm，透过的o光与e光的光程差等于多少？（本题10分）提示：①o光和e光振幅分别为sinAAocosAAe透过石英晶片的o光与e光的光强之比为iA图15-17n1BCn2n33360tantancossin222222eoeoAAII②透过晶片的o光与e光的光程差为μm5.4)(dnnoe-