《大学物理》习题册题目及答案第20单元 波动光学.doc

第20单元 波动光学（三）学号 姓名 专业、班级 课程班序号 一 选择题 B 1. 两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射其上时没有光线通过。当其中一偏振片慢慢转动180o时透射光强度发生的变化为：(A) 光强单调增加。(B) 光强先增加，后又减小至零。(C) 光强先增加，后减小，再增加。(D) 光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零。 C 2. 使一光强为I0的平面偏振光先后通过两个偏振片P1和P2，P1和 P2的偏振化方向与原入射光光矢量振动方向的夹角分别为和90o，则通过这两个偏振片后的光强I是(A) (B) 0 (C) (D) (E) A 3. 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) (B) (C) (D) D 4. 某种透明媒质对于空气的临界角(指反射)等于45º，光从空气射向此媒质时的布儒斯特角是(A)35.3º (B)40.9º (C)45º (D)54.7º (E)57.3º D 5. 自然光以60º入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全偏振光，则可知折射光为(A) 完全偏振光，且折射角是30º。 (B) 部分偏振光，且只是在该光由真空入射到折射率为的介质时，折射角是30o。(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30º。 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30o时，反射光是完全偏振光，则此玻璃板的折射率等于 。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g的值为。3. 要使一束线偏振光通过偏振片之后振动方向转过90°，至少需要让这束光通过_2_块理想偏振片，在此情况下，透射光强最大是原来光强的_1/4_倍。4. 在以下五个图中，左边四个图表示线偏振光入射于两种介质分界面上，最右边的图表示入射光是自然光。n1和n2为两种介质的折射率，图中入射角, , 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。5. 在双折射晶体内部，有某种特定方向称为晶体的光轴。光在晶体内沿光轴传播时， 寻常 光和 非常 光的传播速度相等。三 计算题1. 两个偏振片P1、P2叠在一起，由强度相同的自然光和线偏振光混合而成的光束垂直入射在偏振片上已知穿过P1后的透射光强为入射光强的1 / 2；连续穿过P1、P2后的透射光强为入射光强的1 / 4求 (1) 若不考虑P1、P2对可透射分量的反射和吸收，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 为多大？P1、P2的偏振化方向间的夹角为多大？ (2) 若考虑每个偏振光对透射光的吸收率为 5，且透射光强与入射光强之比仍不变，此时 和 应为多大？解：设I0为自然光强；I1、I2分别为穿过P1和连续穿过P1、P2后的透射光强度由题意知入射光强为2I0 (1) I1I0 / 2I0cos2q =2I0/2 cos2q1 / 2得 q45° 由题意，I2I1 / 2， 又I2I1 cos2a，所以cos2a1 / 2，得 a45° (2) I1I0 / 2I0cos2q (15%)=2I0/2 得 q42° 仍有I2I1 / 2，同时还有I2I1cos2a (15%) 所以 cos2a1 / (2×0.95)， a43.5° 2. 如图安排的三种透光媒质I，其折射率分别为, ,。两个交界面相互平行。一束自然光自媒质I中入射到I与的交界面上，若反射光为线偏振光，(1) 求入射角i ；(2) 媒质，界面上的反射光是不是线偏振光？为什么？解：(1) 由布儒斯特定律，入射角i为起偏角 (2) 设在媒质中折射角为g ，则有 在, 分界面上 所以, 媒质，界面上的反射光不是线偏振光。3动 光学偏不三反上媒以 面 有 为射媒设( 起角律斯布) 么什 ？是不的 界， 媒 角 射光光线若 上 的入 光 束 行互界。 别业折，媒 光的图. 程 ° × ) 时同 / = 0 a / 以a 又，/ °q 0 0 / 强射题由射后 过续 穿 强自0大多和时不比射入透且为吸的光偏虑？多夹的方偏 大 夹振的 动矢光中射吸反分透 、不求 强入光的 、穿； 的入光的 知已振射束成混振光的相，在 偏个题算等相传光非光常 传沿晶。光为方种，体晶在来示向把或并光射射的存上在 射图射折两 。光入图右面分种射偏表图边图以。_ _来大强射况，偏想_通束让，0向振之过光束要为的角么光偏是已折反生界质种 分射射自，图 等射璃则振全光， 为折为折空表到射从自空 0角射光部角射能才质介但光部 射折介射射空光在且分。º角射光偏光折则振全射，交质射射º以自 º ( . º ) º.角斯布媒射从，于)(界空质明种 )( ( 值比光线光束射那 小值强光，振转光入若片通它让的振光然一 ( ) 强片个过通 和夹向振矢射方偏的 ， 振个通光面的强 零小减再减，增 加加小加先零至又加光加增光为为生光时0转慢偏中通线时其垂束起在振两.题择选