20光的偏振習(xí)題思考題

0200022eo0200022eo習(xí)20從某湖水表面反射來的日光正好是完全偏振光知水折射率為在地平線上的仰角，并說明反射光中光矢量的振動方向。

推太陽解：由布儒斯特定律：

tani

，有入射角：

iarctan1.33

，∴仰角

9037

。光是橫波，光矢量的振動方向垂直于入射光線、折射光線和法線在所在的平面。然投射到疊在一起的兩塊偏振片上偏片的偏振化方向夾角為多大才能使：（1透射光強(qiáng)為入射光強(qiáng)的1/

；（2透射光強(qiáng)為最大透射光強(qiáng)的1/3。均不計吸收)解：設(shè)兩偏振片的偏振化方向夾角為，自然光光強(qiáng)為I。011則自然光通過第一塊偏振片之后光強(qiáng)I過二塊偏振片之后II2，221（1由已知條件，透射光強(qiáng)為入射光強(qiáng)的，得：II3

0

，有：23（2同樣由題意當(dāng)透射光強(qiáng)為最大透射光強(qiáng)1/33arccos。3

時，得：

11Icos(I)22

，有：設(shè)一部分偏振光由一自然光和一線偏振光混合構(gòu)成通偏振片觀察到這部分偏振光在偏振片由對應(yīng)最大透射光強(qiáng)位置轉(zhuǎn)過時透光強(qiáng)減為一半試求部分偏振光中自然光和線偏振光兩光強(qiáng)各占的比例。1II1解由意知：1IIIcos1I:I∴即得。0

1III11III2

I0

，20-4由鈉燈射出的波長為nm的行光束50角射到方解石制成的晶片上，晶片光軸垂直于入射面且平行于晶片表面，已知折射率（1在晶片內(nèi)光與光波長；

1.65o

，

e

，求：（2

o

光與

光兩光束間的夾角。解）

n

cv

，而

c

，有：

o

，no

e∴

589.0589.0356.97，n1.651.486

；（2又∵∴o光

sinin，：arcsin27.66sinno光兩光束間的夾角為：

，。

arcsin31.03

，

00．偏振化方向正交的兩偏振片，之間，插入一晶片，其光平行于表面且與起1偏器的偏振化方向成

，求：（1由晶片分成的

o

光和

光強(qiáng)度之比；（2經(jīng)檢偏器后述兩光的強(qiáng)度之比。2解）晶分成的o振幅：AsinO

，

光的振幅：

，IA2sin2sin35其強(qiáng)度之比為振幅的平方比，所以：o)I2cos2cos35（2經(jīng)檢偏器后，上述兩光中o光振幅：Asino光振幅：A'A

20.49，，

；可見振幅相同，所以兩光強(qiáng)度之比為：1。．一個楔角為0的英劈尖(光軸平行于棱)放在偏振化方向正交的偏振片之間。用

654.3

的紅光垂直照射，并將透射光的干涉條紋顯示在屏上。已知石英的折射率n1.5509o

，計算相鄰干涉條紋的間距。解：選擇劈尖的暗條紋，則條紋位置為：2

(n)eoo

，

sin∴劈尖的相鄰干涉條紋的間距：

(nsin

654.31.55090.33

180

12.6

。思題20．偏振片怎樣來區(qū)分自然光、部分偏振光和線偏振光？答將通過偏振片光強(qiáng)無變化的為自然光強(qiáng)有變化但不會出現(xiàn)完全消光的為部分偏振光；光強(qiáng)有變化且在某個方向為零的為線偏振光。20-2如圖所示，玻璃片堆

A

的折射率為

n

，二分之一波片

的光軸與

軸夾角為

0

，偏振片

P

的偏振化方向沿

軸方向，自然光沿水平方向入射。（1欲使反射光為完全偏振光，玻璃片A的角應(yīng)多？在圖中畫出反射光的偏振態(tài)；（2）將部分偏振光看作自然光與線偏振光兩部分的疊加，則經(jīng)過后線偏振光的振動面有何變化？說明理由；（3若透射光中自然光的光強(qiáng)為I，振光的光強(qiáng)為3I，P計算透過后的光強(qiáng)。答）據(jù)呂斯定律：

iarctan，

2

。（2橢圓偏振光（3可用相干疊加公式計算）．圖示的裝置中，、為兩個正交的偏振片，C四分之一波片，其光軸與偏振化方向間夾角為60，度為I單色自然光垂直入射于P。（1試述①、②、③各區(qū)光的偏振態(tài)；

的

0e0O0e0O（2計算①、②、③各區(qū)的光強(qiáng)。答）區(qū)為線偏振光；②區(qū)為橢圓偏振光；③區(qū)為線偏振光。（2①區(qū)光強(qiáng)：

12

I

，②區(qū)的光強(qiáng)O的光強(qiáng)：

I

13I2I28

0

，e

光的光強(qiáng)：

1III28

0③區(qū)的光強(qiáng)：

1313Isin22IIsin2I232

兩者發(fā)生干涉現(xiàn)象，并且干涉加強(qiáng)：

III

316

I

0

。如所示的偏振光干涉裝置中，C是尖角很小的雙折射晶片折率

n，、1的振化方向相互正交與軸方向皆成0角若以波長為單色自然光垂直照射，試討論：（1通過晶片C不同厚度處出射光的偏振態(tài)；（2過偏振片的射光干涉相長及相消位置與劈尖厚度相長的光強(qiáng)與入射光光強(qiáng)之比；

之間的關(guān)系并求干涉（3若轉(zhuǎn)動到P平時，干涉條紋如何變化？為什么？答）過片C不同厚度處出射光的偏振態(tài)為圓偏振光。（2這是一個劈尖干涉的情況，所以列式：（n）dO

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