物理光学第5章习题答案.ppt

物理光学习题解答第五章1.一束自然光在一束自然光在30度角下入射到玻璃度角下入射到玻璃空气界面，玻璃的折射率为空气界面，玻璃的折射率为n=1.54，试计算：，试计算：（1）反射光的偏振度；）反射光的偏振度；（2）玻璃）玻璃空气界面的布儒斯特角；空气界面的布儒斯特角；（3）以布儒斯特角入射时透射光的偏振度。）以布儒斯特角入射时透射光的偏振度。【解解】6.方解石晶片的厚度方解石晶片的厚度d=0.013mm,晶片的光轴与表面成晶片的光轴与表面成 角，当波长角，当波长 的氦的氦氖激光垂直入射镜片时（见教材图氖激光垂直入射镜片时（见教材图15-78），求：），求：（1）晶片内）晶片内o、e光线的夹角；光线的夹角；（2）o光和光和e光的振动方向；光的振动方向；（3）o、e光通过晶片后的相位差。光通过晶片后的相位差。【解】d=0.0137.一束汞绿光在一束汞绿光在 角下入射到角下入射到KDP晶体表面，晶体的晶体表面，晶体的 ，若光轴，若光轴与晶体表面平行且垂直于入射面，试求晶体中与晶体表面平行且垂直于入射面，试求晶体中o光与光与e光的夹角。光的夹角。【解解】8.如教材图如教材图15-79所示，一块单轴晶片的光轴垂直于表面，晶片的两个主折射率所示，一块单轴晶片的光轴垂直于表面，晶片的两个主折射率分别为分别为 和和 。证明：。证明：当平面波以当平面波以 角入射到晶片时，晶体中非常光线的折射角角入射到晶片时，晶体中非常光线的折射角 ，可由下式给出：，可由下式给出：【证证】15.一束线偏振的钠黄光（一束线偏振的钠黄光（）垂直通过一块厚度为）垂直通过一块厚度为 的石英晶的石英晶片。晶片折射率为片。晶片折射率为 。光轴沿。光轴沿x方向（见教材图方向（见教材图15-84），试对于），试对于以下三种情况，决定出射光的偏振态。以下三种情况，决定出射光的偏振态。（1）入射线偏振光的振动方向与）入射线偏振光的振动方向与x轴成轴成 角；角；（2）入射线偏振光的振动方向与）入射线偏振光的振动方向与x轴成轴成 角；角；（3）入射线偏振光的振动方向与）入射线偏振光的振动方向与x轴成轴成 角。角。【解解】17.通过检偏器观察一束椭圆偏振光，其强度随着检偏器的旋转而改变。当检偏器通过检偏器观察一束椭圆偏振光，其强度随着检偏器的旋转而改变。当检偏器在某一位置时，强度为极小，此时在检偏器前插入一块在某一位置时，强度为极小，此时在检偏器前插入一块 片，转动片，转动 片使它片使它的快轴平行于检偏器的透光轴，再把检偏器沿顺时针方向转过的快轴平行于检偏器的透光轴，再把检偏器沿顺时针方向转过 就完全消光。试就完全消光。试问：问：（1）该椭圆偏振光是右旋还是左旋？）该椭圆偏振光是右旋还是左旋？（2）椭圆的长短轴之比？）椭圆的长短轴之比？【解解】19.导出长短轴之比为导出长短轴之比为2:1、且长轴沿、且长轴沿x轴的左旋和右旋椭圆偏振光的琼斯矢量，并轴的左旋和右旋椭圆偏振光的琼斯矢量，并计算这两个偏振光叠加的结果。计算这两个偏振光叠加的结果。【解解】18.为了决定一束圆偏振光的旋转方向，可将为了决定一束圆偏振光的旋转方向，可将 片置于检偏器之前，再将后者转片置于检偏器之前，再将后者转至消光位置。此时至消光位置。此时 片快轴的方位是这样的：需将它沿着逆时针方向转片快轴的方位是这样的：需将它沿着逆时针方向转 才能才能与检偏器的透光轴重合。问：该圆偏振光是右旋还是左旋？与检偏器的透光轴重合。问：该圆偏振光是右旋还是左旋？【解解】21.为测定波片的相位延迟角为测定波片的相位延迟角 ，采用教材图，采用教材图15-85所示的实验装置：使一束自然所示的实验装置：使一束自然光相继通过起偏器、待测波片、光相继通过起偏器、待测波片、片和检偏器。当起偏器的透光轴和片和检偏器。当起偏器的透光轴和 的快的快轴沿轴沿x轴，待测波片的快轴与轴，待测波片的快轴与x轴成轴成 角时，从角时，从 片透出的是线偏振光，用检偏片透出的是线偏振光，用检偏器确定它的振动方向便可得到待测玻片的相位延迟角。试用琼斯计算法说明这一器确定它的振动方向便可得到待测玻片的相位延迟角。试用琼斯计算法说明这一原理。原理。【解解】xy快快快快测定测定起偏器起偏器检偏器检偏器25.一块厚度为一块厚度为0.05mm的方解石波片放在两个正交的线偏振器中间，波片的光轴方的方解石波片放在两个正交的线偏振器中间，波片的光轴方向与两线偏振器透光轴的夹角为向与两线偏振器透光轴的夹角为 ，问在可见光范围内哪些波长的光不能透过这，问在可见光范围内哪些波长的光不能透过这一系统？一系统？【解解】