第二十章-光的偏振自测题答案
第二十章光的偏振自测题答案
、选择题：
ACABB BCCDB DBCBD DDABC
、填空题:
60°, 3I 0/16, <3,91.7,8.6 , 5um 三、计算题
1、自然光通过两个偏振化方向间成 60。
的偏振片，透射光强为 这两个偏振片之间再插入另一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片均成 30。
角，则透射光强为多少?
由此得 上述两偏振片间插入另一偏振片，透过的光强变为
1 0
2
2
9 ,
—
cos 30 eos 30
11 2.2511 2
4
最大强度的三分之一，（2）入射光强度的三分之一，则这两个偏振片的偏振化 方向间的夹角是多少?
解：（1）设入射的自然光光强为I 。
，两偏振片同向时，透过光强最大，为号
2
2I ，I/8,线偏振光，横，光轴，
cos
48
°26
，
今在 解：设入射的自然光光强为
I 0，则透过第1个偏振片后光强变为
透过第2个偏振片后光强变为
Seos 2
60° I 1，
2
8I i
自然光入射到两个互相重叠的偏振片上。
如果透射光强为（ 1) 透射光
,圆，大于，48.44°
2
当透射光强为x 3号时’有
10
cos
2 两个偏振片的偏振化方向间的夹角为
1 arccos^B 54044
2 分
* 3
(2)由于透射光强丨2 0 2 cos
2
2 3
4分
所以有 2 arccos占
36016 2分
3、投射到起偏器的自然光强度为丨0，开始时, 起偏器和检偏器的透光轴方向平行•然后使检偏器绕入射光的传播方向转过30°, 45°, 60°,试分别求出在上述三种情况下，透过检偏器后光的强度是I。
的几倍？
解：由马吕斯定律有
I i
2
cos 30o
3
-I 0 4分2 8
I2 10
2
cos 450
儿4分2 4
I s
1 3
2 cos 6004分
2 8
所以透过检偏器后光的强度分别是
1。
砧3 1-倍.
8 48
4、使自然光通过两个偏振化方向夹角为60。
的偏振片时，透射光强为I i 今在这两个偏振片之间再插入一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片均成30°，问此时透射光I与I1之比为多少？
解：由马吕斯定律
11 - co^ 6^ m 4 分
2 8
I i
1 0
2 o 2
o 91 0
I cos 30 cos 30
4 分 2
32 丄
9
2.25
4 分
I i 4
5、水的折射率为1.33，玻璃的折射率为1.50，当光由水中射向玻璃而反
射时，起偏振角为多少？当光由玻璃射向水中而反射时，起偏振角又为多少？ 这两个起偏振角的数值间是什么关系？
&根据布儒斯特定律可以测定不透明介质的折射率。
今测得釉质的起偏振
角i 。
580，试求它的折射率。
可知，当光由空气（n 1
1.00 ）中射向不透明介质而反射时，
n 2 tani 0 tan 58°
1.60
6 分
7、已知从一池静水（n 1.33 ）的表面反射出来的太阳光是线偏振光，此
解：由布儒斯特定律可知，太阳光由大气（口1 1.00）射向水面（n 2
1.33） 的
入射角为
解：由布儒斯特定律
起偏振角为
tani °匹可知，当光由水中射向玻璃而反射时,
n 2
i ° arcta n :
n
ar
如悬
48°26
光由玻璃中射向水而反射时，起偏振角为
n 1 i 0 arctan -
n
丄 1.33 arcta n 1.50 410
34 由此，可见这两个起偏振角的数值间是互余关系，即
i 0 i 0
2。
2
分
解：由布儒斯特定律tan i 0
n 1
n 2 i i 0 arcta n —
— n 1
arctan 旦
53。
4 1.00 此时，太阳在地平线上的仰角为 900 5304 360
56。
6 分
&平行放置两偏振片，使它们的偏振化方向成 600
的夹角。
(1) 如果两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线均无吸收，则让 自然光垂直入射后，其透射光的强度与入射光的强度之比是多少？ (2) 如果两偏振片对光振动平行于其偏振化方向的光线分别吸收了 ' 能量，则透射光强与入射光强之比是多少？
解：(1)设入射光强为I 0，自然光通过第一偏振片后，强度 I i 10%勺 号，由马吕斯 定律，通过第二偏振片后强度为: ■ 2“0
11 cos 60
1
0 2
-cos 60 2
得到：比 1 0.125 I 。
8 (2)当有10%勺能量吸收时：|1 0
(1 2 10%)
I 2 I 1COS 2600 10%)扌
U
10%)2
0.101251。
得到：旦 0.10125
I
0 9、在两个正交的理想偏振片之间有一个偏振片以匀角速度 绕光的传播方 向旋转，若入射的自然光的光强为I 0，求透射光强。
解：如图所示，两个正交的理想偏振片 N 之间插入偏振片P ，由马吕 斯定律可知，从M 出射的光强为 I 1 从P 出射的光强为 12 I 1 cos 2 5 cos 2
2
从N 出射的光强为
10
、
(1
)
⑵解: (1
)
I 12 cos (—
2
律
1 cos41)
t
)
1
0 cos2 tsin2 t
2
两尼科耳棱镜的主截面间的夹角由300转到45°
当入射光是自然光时，求转动前后透射光的强度之比；当入射光是线偏振光时，求转动前后透射光的强度之比。
当入射光是自然光时：I
1
I0
2
11 cos2
I 1 cos2
“cos230°
2
3l
Scos245°
2
竺3仁
1/4 2
得到：匕
12
（2）当入射光是线偏振光时, 令此时线偏振光强为：I1 通过第一个尼科耳棱镜后会分解为o光和e光,
kl 0 ， k (0,1
]
I211cos2 1 血曲300
I2I1cos22kI 0cos2450条* 4
如。
2
得到:
l23/4
I7血1. 5。