《光的偏振习题》PPT课件.ppt
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1、光光光光 的的的的 偏偏偏偏 振振振振习习习习 题题题题 课课课课 补充:尼科耳(补充:尼科耳(Nicol)棱镜(简称棱镜(简称“尼科耳尼科耳”)Nicol 棱镜:如图,由方解石经过磨、剖、涂、粘而棱镜:如图,由方解石经过磨、剖、涂、粘而制成。制成。磨:将端面与底面的交角由磨:将端面与底面的交角由71磨成磨成68;剖、涂、粘:是为了加入加拿大树胶。剖、涂、粘:是为了加入加拿大树胶。光轴在光轴在ACNM平面内,方向与平面内,方向与AC成成480,入射面,入射面取取ACNM。(参见书(参见书P247,习题习题5.14)方解石的折射率方解石的折射率no=1.658,n e=1.486,加拿大树胶加拿
2、大树胶的折射率的折射率n=1.550,O光入射角大于其临界角光入射角大于其临界角 arc sin(1.550/1.658)=69 012 被全反射,在被全反射,在CN处被涂黑层吸收。处被涂黑层吸收。出射偏振方向在出射偏振方向在ACNM面面内的内的e光。光。Nicol制作困难,价格较贵,有效使用截面很小,但透明制作困难,价格较贵,有效使用截面很小,但透明度好,不带颜色,能产生完善的线偏振光。度好,不带颜色,能产生完善的线偏振光。(书(书P230 格兰格兰汤姆逊棱镜原理与上述类似)汤姆逊棱镜原理与上述类似)尼科耳可作起偏器和检偏器:尼科耳可作起偏器和检偏器:I0I1e光光N起偏起偏若在若在e光后再
3、加一尼科耳光后再加一尼科耳N,设两尼科耳的主截面之间设两尼科耳的主截面之间的夹角为的夹角为,则透射光强遵从马吕斯定律,即则透射光强遵从马吕斯定律,即 5.1 自然光通过两个偏振化方向间成自然光通过两个偏振化方向间成600的偏振片,透的偏振片,透射光强为射光强为I1。今在两个偏振片之间再插入另一偏振片,今在两个偏振片之间再插入另一偏振片,它的偏振化方向与前两个偏振片均成它的偏振化方向与前两个偏振片均成 300 角,则透射光角,则透射光强为多少?强为多少?解解:设入射的自然光强为设入射的自然光强为I0,I0P1 则透过第一个则透过第一个偏振片后光偏振片后光强变为强变为I0/2。I0/2透过第二个偏
4、振片后光强变为透过第二个偏振片后光强变为I1,即即:I1P2由此得由此得两偏振片间两偏振片间 加入加入另一偏振片后,另一偏振片后,I0P1I0/2I2P3300I3P2600透射的光强变为:透射的光强变为:5.2 自然光入射到两个互相重叠的偏振片上。如果透射自然光入射到两个互相重叠的偏振片上。如果透射光强为:(光强为:(1)透射光最大强度的三分之一,或()透射光最大强度的三分之一,或(2)入)入射光强度的三分之一,则这两个偏振片的偏振化方向间射光强度的三分之一,则这两个偏振片的偏振化方向间的夹角是多少?的夹角是多少?解解:自然光入射到两个互相重叠的偏振片上,透射光强:自然光入射到两个互相重叠的
5、偏振片上,透射光强度为度为:两两偏振偏振片的偏振化方向夹角为片的偏振化方向夹角为(2)由于透射光强)由于透射光强I 为为:所以有所以有(:两偏振两偏振片透光方向的夹角片透光方向的夹角)(1)当透射光强为透射光最大强度的三分之一时,有)当透射光强为透射光最大强度的三分之一时,有两偏振两偏振片透光方向平行时,透过光强最大,为片透光方向平行时,透过光强最大,为I0/2。线偏振光来入射,线偏振光来入射,反射折射态不变。反射折射态不变。若以起偏角入射,若以起偏角入射,反射线反射线折射线,折射线,平行振动全透射。平行振动全透射。5.4 在如图所示的各种情况中,以非偏振光和偏振光入在如图所示的各种情况中,以
6、非偏振光和偏振光入射于两种介质的分界面,图中射于两种介质的分界面,图中i0为起偏振角为起偏振角,i i0,试试画出折射光线和反射光线并用点和短线表示出它们的偏画出折射光线和反射光线并用点和短线表示出它们的偏振状态。振状态。in1n2in1n2i0n1n2i0n1n2i0n1n2解解:反射光线与折射光线如图反射光线与折射光线如图所示。所示。irir无反射光线无反射光线r0i0 r0i0r05.5 水的折射率为水的折射率为1.33,玻璃的折射率为,玻璃的折射率为1.50,当光由水,当光由水中射向玻璃而反射时,起偏振角为多少?当光由玻璃射中射向玻璃而反射时,起偏振角为多少?当光由玻璃射向水中而反射时
7、,起偏振角又为多少?这两个起偏振角向水中而反射时,起偏振角又为多少?这两个起偏振角的数值间是什么关系?的数值间是什么关系?解解:光由水中射向玻璃而反射时,起偏振角为:光由水中射向玻璃而反射时,起偏振角为光由玻璃中射向水而反射时,起偏振角为光由玻璃中射向水而反射时,起偏振角为 所以所以由于由于即二者互余。即二者互余。5.6 光在某两种介质界面上的临界角是光在某两种介质界面上的临界角是 450,它在界面,它在界面同一侧的起偏振角是多少?同一侧的起偏振角是多少?解解:临界角:临界角与折射率的关系为与折射率的关系为sin=n2/n1。在界面的在界面的同一侧的起偏振角为同一侧的起偏振角为 5.7 根据布
8、儒斯特定律可以测定不透明介质的折射率。根据布儒斯特定律可以测定不透明介质的折射率。今测得釉质的起偏振角今测得釉质的起偏振角 i0=580,试求它的折射率。试求它的折射率。解解:由:由可得釉质折射率为:可得釉质折射率为:5.8 已知从一池静水的表面反射出来的太阳光是线偏振已知从一池静水的表面反射出来的太阳光是线偏振光,此时,太阳在地平线上多大仰角处?光,此时,太阳在地平线上多大仰角处?解解:此时,太阳光射向水面的入射角为:此时,太阳光射向水面的入射角为太阳此时的仰角为太阳此时的仰角为习题集(光学)习题集(光学)一、选择题一、选择题18在在双双缝缝干干涉涉实实验验中中,用用单单色色自自然然光光,在
9、在屏屏上上形形成成干涉条纹若在两缝后放一个偏振片,则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;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;干涉条纹的间距不变,但明纹的亮度减弱;(C)干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱;干涉条纹的间距变窄,且明纹的亮度减弱;(D)无干涉条纹。无干涉条纹。B 分析分析:干涉条纹的间距干涉条纹的间距不变不变 自然光通过偏振片强度减半,其干涉明纹的亮度也自然光通过偏振片强度减半,其干涉明纹的亮度也会减弱。会减弱。光强为光强为 I0 的自然光垂直穿过两个偏振片(偏振的自然光垂直穿过两个偏振片(偏
10、振化方向成化方向成450 角),角),19 一束光强为一束光强为 I0 的自然光垂直穿过两个偏振片,且的自然光垂直穿过两个偏振片,且此两偏振片的偏振化方向成此两偏振片的偏振化方向成450 角,若不考虑偏振片的角,若不考虑偏振片的反射和吸收,则穿过两个偏振片后的光强反射和吸收,则穿过两个偏振片后的光强I为为:(A);(B);(C);(D)。B 分析分析:I2I0P1 I1=I0/2P2则则透射光强为透射光强为:20 两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂射其上时没有两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂射其上时没有光线通过。当其中一偏振片慢慢转动光线通过。当其中一偏振片慢慢转动1800时透射光强度时透射光强
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