第十五章 光的偏振

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1、第十五章光的偏振15-1在以下五个图中,前四个图表示线偏振光入射于两种介质分界面上,最后一图表示入射光是自然光.n1、n2为两种介质的折射率,图中入射角i0=arctg(n2/n1),i≠i0.试在图上画出实际存在的折射光线和反射光线,并用点或短线把振动方向表示出来.15-2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?(答案:I0/2,I0/4,I0/8;I0

2、/2,0)15-3两个偏振片叠在一起,在它们的偏振化方向成a1=30°时,观测一束单色自然光.又在a2=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.(答案:2/3,)15-4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.(答案:22.5°)15-5将两个偏振片叠放在一起,此两偏振片的偏振化方向之间的夹角为,一束光强为I0的线偏振光

3、垂直入射到偏振片上,该光束的光矢量振动方向与二偏振片的偏振化方向皆成30°角.(1)求透过每个偏振片后的光束强度;(2)若将原入射光束换为强度相同的自然光,求透过每个偏振片后的光束强度.(答案:3I0/4,3I0/16;I0/2,I0/8)15-6一束光强为I0的自然光垂直入射在三个叠在一起的偏振片P1、P2、P3上,已知P1与P3的偏振化方相互垂直.(1)求P2与P3的偏振化方向之间夹角为多大时,穿过第三个偏振片的透射光强为I0/8;(2)若以入射光方向为轴转动P2,当P2转过多大角度时,穿过第三个偏振片的透射光强由原来的I0/8单

4、调减小到I0/16?此时P2、P1的偏振化方向之间的夹角多大?(答案:45°;22.5°,22.5°)15-7强度为I0的一束光,垂直入射到两个叠在一起的偏振片上,这两个偏振片的偏振化方向之间的夹角为60°.若这束入射光是强度相等的线偏振光和自然光混合而成的,且线偏振光的光矢量振动方向与此二偏振片的偏振化方向皆成30°角,求透过每个偏振片后的光束强度.(答案:5I0/8,5I0/32)15-8两个偏振片P1,P2叠在一起,一束强度为I0的光垂直入射到偏振片上.已知该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成,且入射光穿过第一个偏振片P

5、1后的光强为0.716I0;当将P1抽出去后,入射光穿过P2后的光强为0.375I0.求P1、P2的偏振化方向之间的夹角.(答案:75°或45°)15-9有三个偏振片叠在一起,已知第一个与第三个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,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为多大时,该入射光连续通过三个偏振片之后的光强为最大.(答案:45°)15-10有两个偏振片叠在一起,其偏振化方向之间的夹角为45°.一束强度为I0的光垂直入射到偏振片上,该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成.此入射光中线偏

6、振光矢量沿什么方向才能使连续透过两个偏振片后的光束强度最大?在此情况下,透过第一个偏振片的和透过两个偏振片后的光束强度各是多大?(答案:入射光中线偏振光的光矢量方向与P1的偏振化方向平行,3I0/4,3I0/8)15-11两个偏振片P1、P2叠在一起,其偏振化方向之间的夹角为30°.一束强度为I0的光垂直入射到偏振片上,已知该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成,现测得连续透过两个偏振片后的出射光强与I0之比为9/16,试求入射光中线偏振光的光矢量方向.(答案:与P1的偏振化方向平行)15-12一光束由强度相同的自然光和线偏振光

7、混合而成.此光束垂直入射到几个叠在一起的偏振片上.(1)欲使最后出射光振动方向垂直于原来入射光中线偏振光的振动方向,并且入射光中两种成分的光的出射光强相等,至少需要几个偏振片?它们的偏振化方向应如何放置?(2)这种情况下最后出射光强与入射光强的比值是多少?(答案:略)15-13由强度为Ia的自然光和强度为Ib的线偏振光混合而成的一束入射光,垂直入射在一偏振片上,当以入射光方向为转轴旋转偏振片时,出射光将出现最大值和最小值.其比值为n.试求出Ia/Ib与n的关系.(答案:)15-14两个偏振片P1、P2叠在一起,一束单色线偏振光垂直入射

8、到P1上,其光矢量振动方向与P1的偏振化方向之间的夹角固定为30°.当连续穿过P1、P2后的出射光强为最大出射光强的1/4时,P1、P2的偏振化方向夹角a是多大?(答案:60°)15-15两个偏振片P1、P2叠在一起,其

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