第20章 光的偏振.doc

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1、第20章光的偏振思考题20-1线偏振光和自然光有什么区别？如何区分线偏振光和自然光？答：线偏振光在与传播方向垂直方向上的振幅不同，自然光在则完全相同．让它们分别穿过偏振片，沿着光传播的方向转动偏振片，如果透射光的光强发生改变，就是线偏振光，否则是自然光．20-2圆偏振光和线偏振光是否是同一种状态，两束相同的自然光分别经过起偏器后分别变成圆偏振光和线偏振光，哪一束光的光强更大？答：不是．圆偏振光的电矢量的方向在传播过程中不断绕传播方向改变，线偏振光的电矢量始终在同一个平面内．其光强相等．ABl问题20-3图20-3如图A是起偏器，B是检偏器，以单色光垂直入

2、射，保持A不动，将B绕轴l转动一周，在转动过程中，通过B的光强怎样变化？若保持B不变，将A绕轴l转动一周，通过B的光强怎样变化？答：⑴通过B的光强会发生强度变化，如果AB的起始偏振方向一致，光强从最强变到最弱，再达到最强．⑵如果A绕l转一周，结果完全相同与Ｂ旋转相同．20-4利用双折射现象如何制成波片？答：波片一般是从石英晶体中切割出来的薄片．当一束振幅为A0的平行光垂直入射到波片上时，在入射点分解为e光和o光，并具有相同的相位，光进入晶体后，o光和e光的传播速度不同，二者的波长不同，逐渐形成相位不同的两束光．经过厚度为d的波片后，相位差为6可见，波片的

3、厚度不同，两束光之间的相位差不同，常见的波片是1/4波片和半波片．20-5透射的方式能否获得完全的线偏振光？用反射方式呢？它们各有什么特点？答：能.也能.略.20-6马吕斯定律定量描述了一对由起偏器和检偏器组成的偏振器，对透过光线强度的调节作用，如何设计一套可以连续调节光强的实验系统？答：由起偏器和检偏器组成一对同轴调节系统，使起偏器或检偏器绕轴旋转，出射光的光强会连续改变．20-7如图20-26所示，玻璃片堆A的折射率为n，二分之一波片C的光轴与y轴的夹角为30°，偏振片P的透振方向沿y轴方向，自然光沿水平方向入射．⑴要使反射光为完全偏振光，玻璃片堆A

4、的倾角θ应为多少？⑵若将部分偏振光看作自然光与线偏振光的叠加，则经过C后线偏振光的振动面有何变化？说明理由.图20-26思考题20-7用图⑶若透射光中自然光的光强为I，线偏振光的光强为I′,计算透过后的光强．答：（1）根据马吕斯定律：⑵椭圆偏振光⑶可用相干叠加公式计算.20-8如图20-27所示，偏振光干涉装置中，C是劈尖角很小的双折射晶片，折射率，P1、P2的透振方向相互正交，与光轴方向成45°角，若以波长为λ的单色自然光垂直照射，讨论：⑴通过晶片C不同厚度处出射光的偏振态；⑵经过偏振片P的出射光干涉相长及相消位置与劈尖厚度d的关系，并求干涉相长的光强

5、与入射光强之比；⑶若转动P2到与P1平行时，干涉条纹如何变化？为什么？6图20-27思考题20-8用图答：（1）通过晶片C不同厚度处出射光的偏振态为圆偏振光．（2）这是劈尖干涉，有：（明条纹）（暗条纹）干涉相长时光强（3）若转动P2到与P1平行时，相位差中的π就没有了，干涉条纹中的明暗条纹互换位置．习题20-1自然光投射到叠在一起的两块偏振片上，则两偏振片的透振方向夹角为多大才能使：⑴透射光为入射光强的1/3；⑵透射光强为最大透射光强的1/3.解：设夹角为α，则透射光强通过第一块偏振片后，光强为I0/2，通过第二块偏振片后，光强为.⑴透射光强为入射光强的

6、1/3,得，即⑵当透射光强是最大透射光强的1/3时，即透射光强是入射光强的1/6,得20-2设一部分偏振光由一自然光和一线偏振光混合构成，现通过偏振片观察到这部分偏振光在偏振片由对应最大透射光强位置转过60°6时，透射光强减为一半，试求部分偏振光中自然光和线偏振光的比例．解：由，，解得20-3在透振方向正交的两偏振片P1、P2之间，插入一晶片，其光轴平行于表面且与起偏器的透振方向成35°角，求：⑴由晶片分成的o光和e光的强度之比；⑵经检偏器后两光的强度之比．解：（1）由晶片分成的o光的振幅：，e光的振幅强度之比是振幅之比的平方：=0.49（2）经起偏器后

7、两光中o光的振幅：，e光的振幅：即强度之比是1：120-4把一个楔角为0.33°的石英劈尖（光轴平行于棱）放在透振方向正交的两偏振片之间．用λ=654.3nm的红光垂直照射，并将透射光的干涉条纹显示在屏上，已知石英的折射率计算相邻干涉条纹的间距．解：选择劈尖的暗条纹，则条纹位置为：，，那么这样的劈尖的相邻条纹的间距：20-5两个偏振片P1、P2叠在一起，其透振方向之间的夹角为30°，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，已知穿过后的透射光强为入射光强的比为2/3，求：⑴入射光线中线偏振光的光矢量振动方向与P1的透振方向的夹角θ为多

8、少？⑵连续穿过P1、P2后的透射光强与入射光强之比．解：设I0为自然光强．由题意