第四章 光的偏振(2)(完整资料).doc

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第四章 光的偏振（2）
一． 选择题：（共30分）
1．在双缝干涉实验中，用单色自然光，在屏上形成干涉条纹，若在
两缝后放一个偏振片，则 [ ]
（A ） 干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度加强。

（B ） 干涉条纹的间距不变，但明纹的亮度减弱。

（C ） 干涉条纹的间距不窄，但明纹的亮度减弱。

（D ） 无干涉条纹。

2．光强为I 0的自然光垂直通过两个偏振片，它们的偏振化方向之间
的夹角α =600，设偏振片没有吸收，则出射光强I 与入射光强
I 0之比为 [ ]
（A ）1/4 （B ） 3/4 （C ）1/8 （D ）
3/8
3．如果两个偏振片堆叠在一起，且偏振化方向之间夹角为600，假
设二者对光无吸收，光强为I 0的自然光垂直入在偏振片上，则
出射光强为 [ ]
(A) I 0/8 (B) 3I 0 /8 (C) I 0 /4
(D) 3 I 0/4
4．光强为I 0的自然光依次通过两个偏振片和，若的偏振化方向的夹
角，则透射偏振光的强度是 [ ]
(A) I 0/4 (B) √3 I 0/4 (C) √3 I 0/2 (D) I 0/8
(E) 3I 0 /8
5．两偏振片堆叠在一起，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1800时透射光强度发生变化为：
[ ]
(A) 光强单调增加。

(B) 光强先增加，后有减小至零
(C) 光强先增加，后减小，再增加
(D)
6．一束自然光自空气射向 射角等于布儒斯特角i 0 ，则在界面2
(A) 是自然光
(B) 是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直入射面
(C) 是完全偏振光且光矢量的振动方向平行入射面
(D) 是部分偏振光
7．一束单色平面偏振光，垂直投射到一块用方解石（负晶体）制成
的四分之一波片（对投射光的频率）上，如图所示，如果入射
光的振动面与光轴成450角，则对着光看从波片射出的光是
(A)
(B) (C) (D) 8(A) 线偏振光
(B) (C) 和原来旋转方向相同的圆偏振光
(D) 和原来旋转方向相反的圆偏振光
9分之一波片
（对投射光的频率）上，如图所示 轴
成300角，则对着光看从波片射出的光是
(A) 逆时针方向旋转的圆偏振光
(B) 逆时针方向旋转的椭圆偏振光
(C) 顺时针方向旋转的圆偏振光
(D) 顺时针方向旋转的椭圆偏振光
10．一束单色线偏振光其偏振化方向与1/4波片的光轴夹角α =π/4。

此偏振光经过波片后[ ]
(A)仍为线偏振光 (B) 振动面旋转了
(C) 振动面旋转了 (D) 变为圆偏振光
二、填空题
1． 一束自然光垂直穿过两个偏振片，两个偏振片方向成450角。

已知通过此两偏振片后的光强为I ，则入射至第二个偏振片的
线偏振光强度为________.
2． 使光强为I 0的自然光依次垂直通过三块偏振片P 1、P 2和P 3。

与的偏振化方向成450I
为
__________ 3． 如图所示的杨氏双缝干涉装置，若用单色自然光照射狭缝S 缝S 1和S 21
、 P 2 ，则当P 1与P 2的偏振化方向相互
在屏幕上仍能看到很清楚的干涉条纹。

4． 一束自然光以布儒斯特角入射到平板玻璃上，
就偏振状态来说则反射光为________
矢量的振动方向________，透射光为5．
n 2反射光是完全偏振光，那么折射角r 6． 介质分界面上，最后一图表示入射光是自然光，n 1、
n 2为两种介质的折射率，图中入射角i 0把振动方向表示出来。

7． 用方解石晶体(n o >n e )切成一个顶角A = 300其光轴方向如图，若单色自然光垂直（见图）并画出光矢量的振动方向。

8． 圆偏振光通过四分之一波片后，出射的光
一般是________偏振光。

9． 一束钠自然黄光(λ=589.3×10-9m)自空气(设n=1)垂直入射方解
石晶片的表面，晶体厚度为0.05 mm ，对钠黄光方解石的主折
射率n o =1.6584、n e =1.4864，则o 、e 两光透过晶片后的光程
差为______μm，两光透过晶片后的位相差为______rad (弧度)
10． 2P S 1P
画出折射光线，并注明折射光线光矢量的振动方向。

11． 波长为600 nm 的单色光，垂直入射到某种双折射
材料制成的四分之一波片上。

已知该材料地非寻常
光的主折射率为1.74
则此波片的最小厚度为12．
偏振片M 和一个1/4波片N
光的光振动方向与1/4振片M 的偏振化方向与1/4波片光轴的 夹角为450，则经过M 后光是_______偏振光；经过N 后的
光是______偏振光
13． 原来为光学各向同性的介质，在机械应为作用下，显现出光
学各向异性即产生双折射现象，称为________效应；在外加
电场作用下，发生双折射现象，称为_________效应；在外加
磁场的作用下，发生双折射现象，称为_________效应。

三、计算题
1． 两个偏振片叠在一起，一束单色自然光垂直入射。

（1）若认为
偏振是理想的（对投射部分没有反射和吸收），当连续穿过两个偏
振片后的透射光强为最大透射光强的1/3时，两偏振片偏振化方
向间的夹角α为多大？ （2）若考虑到每个偏振片因吸收和反射
而使透射光部分的光强减弱5%，要使透射光强仍如（1）中得到
的透射光强，则此时α应为多大？
2． 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I 0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。

3． 一束单色自然光以入射角500从空气入射到一块方解石晶体的表
的两条折射线间的夹角。

已知n o =1.658、n 取为1 4． 一束单色自然光自空气(n = 1)M
a
晶体上，晶体光轴方向如图所示，其主折射率
n o = 1.658、n e =1.486，已知晶体厚度d = 2.00 cm ，
入射角I = 600。

（1） 求a 、b 两透射光间的垂直距离；
（2） 两束透射光中，哪一束在晶体中是寻常光？
哪一束在晶体中是非寻常光？透射光的光矢量振动方向如何？
并请在图中注明。

5． 一束单色自然光（波长λ=589.3×10-9 m
晶片厚度d = 0.05 mm n o =1.658、n e =1.486。

求
（1） o 、e （2
） o 、e 两光束穿出晶片后的位相差∆Φ
6．用方解石制作对钠黄光（波长λ=589.3×10-9 m ）适用的四分之一
波片
（1
） 请指出应如何选取该波长的光轴方向；
（2） 、n e =
7． 和P 2
之间插入一块厚度为d 为λ=5000Å的单色平行自然光垂直入射时，
透过检偏器P 2的光强恰好为零。

已知此方解石晶片
的光轴C 与起偏器P 1的偏振化方向间的夹角α=450，
光轴与晶片表面平行，方解石的主折射率n o =1.66、 n e =1.498． 如图，入射光为纳黄光（λ=589.3×10-9 m ），
对此波长水晶的旋光率α =21.750/mm ，若使出射光最强，求晶片
的最小厚度。

9． 一束单色线偏振光(λ=589.3×10-9 m)沿光轴方向通过水晶块，如
2I 045
图。

已知对右、左旋圆偏振光的水晶折射率分别为n R =1.55812、
n L =1.54870，
的位相差为π，则晶体厚度l 四、证明题
1． 若i 2． 图中表示的是克尔开关（或克尔调制器）
的示意图，两个尼科耳M 、N 正交，
它们
的偏振取向与电场 第1题
±450
板间距为d 通过尼科耳N ，2题
则有光通过尼科耳N 偏振光间产生的位相差为
σ =2πk l U 2/d 2 试由克尔效应表示式∆n=n ∥-n ⊥=n e -n o 五、改错题
1． 用方解石晶体(n o >n e )如图所示。

若单色自然光以入射角若有错误请另画出图予以改正。

2． 用方解石晶体(n o >n e )其光轴方向如图所示。

单色自然光垂直入射到
棱镜AB 面上。

图中定性所画出的折射光光路及
光矢量振动方向是否正确？若有错误请另画以改正。

六、问答题
第1题
1． 试写出马吕斯定律的数学表达式，并说明式中各符号代表什么。

2． 如图所示，三种透明介质Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的折射率分别为n 1、n 2、n 3
它们之间的两个交界面互相平行。

一束自然光以起偏角i 0由介质Ⅰ射向介质Ⅱ，欲使在介质Ⅱ和介质Ⅲ的交界面上的反射光也是线偏振光，三个折射率n 1、n 2和n 3之间应满足什么关系？
3． 假设石英的主折射率n o 和n e 与波长无关。

某块石英晶片对波长
为7000Å的光是四分之一波片。

当波长为3500Å的线偏振光垂直入射到该晶片上、且其振动方向与晶片光轴成角450时，透射光的偏振状态是怎样的？
第
6．2题
第5．2题
3n。