《大学物理》课程教学资源（习题集）光的偏振（含答案）

东习二十一 练习二十一光的偏振 选择题 1、两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射时没有光线通过。当其中一偏振片慢慢转 动180°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,然后减小,再增加,再减小至零 (C)光强先增加,后又减小至零;(①D)光强先增加,后减小,再增加 2、两偏振片组成起偏器及检偏器,当它们的偏振化方向成60°时观察一个强度为I的自 然光光源;所得的光强是[B (A) Io/2 (B)Io/8 (C)lo/6; (D)3lo/4 3、光强为o自然光垂直照射到两块互相重叠的偏振片上,观察到的光强为零时,两块 偏振片的偏振化方向成 (A)30°;(B)45°:(C)60°;(D)90°。 4、自然光垂直照射到两块互相重叠的偏振片上,如果透射光强为入射光强的一半,两偏 振片的偏振化方向间的夹角为多少?如果透射光强为最大透射光强的一半,则两偏振片 的偏振化方向间的夹角又为多少?[D (A)45°,45°;(B)45°,0°;(C)0°,30° (D)0°,45°。 5、一束光强为l0的自然光垂直穿过两个偏振片,且两偏振片的振偏化方向成60°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I为 (A)√2l/4:(B)/8:(C)10/2:(①D)√2/2。 7、自然光以60°的入射角照射到某两介质交界面时,反射光为完全偏振光,则折射光为 I D A、完全偏振光且折射角是30 B、部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为1.732的介质时,折射角为30° C、部分偏振光,但须知两种介质的折射率才能确定折射 D、部分偏振光且折射角是30

练习二十一 81 练 习 二十一 光的偏振 一、选择题 1、两偏振片堆叠在一起，一束自然光垂直入射时没有光线通过。当其中一偏振片慢慢转 动 180°时透射光强度发生的变化为 [ C ] (A) 光强单调增加； (B) 光强先增加，然后减小，再增加，再减小至零 (C) 光强先增加，后又减小至零； (D) 光强先增加，后减小，再增加。 2、两偏振片组成起偏器及检偏器，当它们的偏振化方向成 60 o 时观察一个强度为 I0 的自 然光光源；所得的光强是 [ B ] （A）I0/2 ; (B) I0/8; (C) I0/6; (D)3 I0/4. 3、光强为 I0 自然光垂直照射到两块互相重叠的偏振片上，观察到的光强为零时 ，两块 偏振片的偏振化方向成 [ D ] (A) 30°； (B) 45°； (C) 60°； (D) 90°。 4、自然光垂直照射到两块互相重叠的偏振片上，如果透射光强为入射光强的一半，两偏 振片的偏振化方向间的夹角为多少？如果透射光强为最大透射光强的一半，则两偏振片 的偏振化方向间的夹角又为多少？ [ D ] (A) 45°, 45° ; (B) 45°, 0° ; (C) 0°, 30° ; (D) 0°, 45°。 5、一束光强为 I0 的自然光垂直穿过两个偏振片，且两偏振片的振偏化方向成 60°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 I 为 [ B ] (A) 2I 0 4 ； (B) 0 I 8 ； (C) I 0 2 ； (D) 2I 0 2。 7、自然光以 60o 的入射角照射到某两介质交界面时，反射光为完全偏振光，则折射光为 [ D ] A、完全偏振光且折射角是 300 B、部分偏振光且只是在该光由真空入射到折射率为 1.732 的介质时，折射角为 300 C、部分偏振光，但须知两种介质的折射率才能确定折射； D、部分偏振光且折射角是 300

东习二十一 8、自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上,反射光是 (A)在入射面内振动的完全偏振光(B)平行于入射面的振动占优势的部分偏振光 (C)垂直于入射振动的完全偏振光(D垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光 9、一束光强为0自然光,相继通过三个偏振片P1、P2、P3后,出射光的光强I=8,已 知P1和P3的偏振化方向相互垂直,若以入射光线为轴,旋转P2,要使出射光的光强为 零,P2最少要转过的角度是 B (A)30° (B)45°(C)60°(D)90° 、填空题 1、检验自然光、线偏振光和部分偏振光时,使被检验光入射到偏振片上,然后旋转偏振 片。若从振偏片射出的光线强度没有变化,则入射光为自然光:若射出的光线 强度有变化,但是不会减小到0,则入射光为部分偏振光;若射出的光线强度有 最大和消光出现,则入射光为完全偏振光 2、当一東自然光以布儒斯特角入射到两种媒质的分界面上时,就其偏振状态来说反射光 为_完全偏振光_,其振动方向_垂直入射面,折射光为部分偏振光光。 3、一束自然光由折射率为n1的介质入射到折射率为n2的介质分界面上。已知反射光 为完全偏振光,则入射角为 arct( n/n)_,折射角为2-artg(n/n) 4、水的折射率是1.33,光由空气射向水的起偏角为53 光由水射向空气的 起偏角_27°,两者的关系为_互余_。 5、光的强度l的自然光通过三个偏振化方向互成30°的偏振片,透过的光强为90/32 6、一束平行的自然光,以60°角入射到平玻璃表面上,若反射光是完全偏振的,则折射 光束的折射角为30°:玻璃的折射率为173。 7、一東自然光通过两个偏振片,若偏振片的偏振化的方向间夹角由a转达到a2,则转 达动前后透射光强度之比为_cos2ax1/cos2a2 8、有折射率分别为n1和n2的两种媒质,当自然光从折射率为n1的媒质入射至折射率为 n2的媒质时,测得布儒斯特角为l0;当自然光从折射率为n2的媒质入射至折射率为

练习二十一 82 8、自然光以布儒斯特角由空气入射到一玻璃表面上，反射光是 [ C ] (A) 在入射面内振动的完全偏振光 (B) 平行于入射面的振动占优势的部分偏振光 (C) 垂直于入射振动的完全偏振光 (D) 垂直于入射面的振动占优势的部分偏振光 9、一束光强为 I0 自然光，相继通过三个偏振片 P1、P2、P3 后，出射光的光强 I = I0/8,已 知 P1 和 P3 的偏振化方向相互垂直，若以入射光线为轴，旋转 P2，要使出射光的光强为 零，P2 最少要转过的角度是 [ B ] （Ａ）30° （Ｂ）45° （Ｃ）60° （Ｄ）90° 二、填空题 1、 检验自然光、线偏振光和部分偏振光时，使被检验光入射到偏振片上，然后旋转偏振 片。若从振偏片射出的光线_ 强度没有变化__，则入射光为自然光；若射出的光线__ 强度有变化，但是不会减小到 0 ，则入射光为部分偏振光；若射出的光线__强度有 最大和消光出现 ，则入射光为完全偏振光。 2、 当一束自然光以布儒斯特角入射到两种媒质的分界面上时，就其偏振状态来说反射光 为 完全偏振光 ，其振动方向 垂直 入射面，折射光为 部分偏振光 光。 3、 一束自然光由折射率为 n 1 的介质入射到折射率为 n 2 的介质分界面上。已知反射光 为完全偏振光，则入射角为 arctg( n2 /n 1 ) ，折射角为___π/2 – arctg( n2 /n 1 )_. 4、 水的折射率是 1.33，光由空气射向水的起偏角为 53o ，光由水射向空气的 起偏角 27 o ，两者的关系为 互余 。 5、 光的强度 I0 的自然光通过三个偏振化方向互成 30°的偏振片，透过的光强为 9I0/32 。 6、 一束平行的自然光，以 60°角入射到平玻璃表面上，若反射光是完全偏振的，则折射 光束的折射角为 30°_；玻璃的折射率为__1.73__。 7、 一束自然光通过两个偏振片，若偏振片的偏振化的方向间夹角由 α1 转达到 α2，则转 达动前后透射光强度之比为 __ 2 2 1 2 cos / cos   。 8、 有折射率分别为 1 n 和 n2 的两种媒质，当自然光从折射率为 1 n 的媒质入射至折射率为 n2 的媒质时，测得布儒斯特角为 0 i ；当自然光从折射率为 n2 的媒质入射至折射率为

东习二十一 n1的媒质时,测得布儒斯特角为,若0>l,两种媒质的折射率的关系1<2 9、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,最右边的一 个图表示入射光是自然光。m1、m为两种介质的折射率,图中入射角b=ag(nm), ii。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 三、计算题 1、自然光入射于重叠在一起的两偏振片。(1)如果透射光的强度为最大透射光强度的 1/3,问两偏振片的偏振化方向之间的夹角是多少?(2)如果透射光强度为入射光强 度的1/3,问两偏振片的偏振化方向之间的夹角又是多少? 解:设入射光的强度l。根据马吕斯定律,自然光通过两个偏振片后,透射光的强度 与入射光的强度的关系为=0cos2O。 (1)当两个偏振片的偏振化方向平行时,透射光强度最大,为_,根据题意得 →cosO=√3/3 (2)根据题意得=cos26=1,l0→cosO=√6/3→0=353° 2、自然光通过两个偏振化方向成60°角的偏振片后,透射光的强度为1。若在这两个偏 振片之间插入另一偏振片,它的偏振化方向与前两个偏振片均成30°角,则透射光强

练习二十一 83 1 n 的媒质时，测得布儒斯特角为 0 i ，若 0 0 i  i ，两种媒质的折射率的关系 1 2 n n  。 9、 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，最右边的一 个图表示入射光是自然光。n1、n2 为两种介质的折射率，图中入射角 i0＝arctg(n1/n2)， i≠i0。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。 三、计算题 1、 自然光入射于重叠在一起的两偏振片。（1）如果透射光的强度为最大透射光强度的 1/3，问两偏振片的偏振化方向之间的夹角是多少？（2）如果透射光强度为入射光强 度的 1/3，问两偏振片的偏振化方向之间的夹角又是多少？ 解：设入射光的强度 I0。根据马吕斯定律，自然光通过两个偏振片后，透射光的强度 与入射光的强度的关系为 0 2 cos 2 I I =  。 （1） 当两个偏振片的偏振化方向平行时，透射光强度最大，为 0 2 I ，根据题意得 0 0 2 1 cos cos 3 / 3 2 3 2 I I I = =   =   54.7o  =  （2） 根据题意得 0 2 0 1 cos cos 6 / 3 2 3 I I I = =   =   35.3o  =  2、 自然光通过两个偏振化方向成 60°角的偏振片后，透射光的强度为 I1。若在这两个偏 振片之间插入另一偏振片，它的偏振化方向与前两个偏振片均成 30°角，则透射光强 i n1 n2 i0 n1 n2 i n1 n2 n1 n2 i0 i0 n1 n2

东习二十 为多少? 解:设入射光的强度la 根据马吕斯定律,自然光通过两个偏振片后,透射光的强度与入射光的强度的关系为 1=8l1 根据马吕斯定律,自然光通过三个偏振片后,透射光的强度P1与入射光的强度l0的关系 为 I=2l0×cos230°×cos230°=I 所以1=I1 3、一束光强为的自然光,相继通过两个偏振片P1、P2后出射光强为l04。若以入射光 线为轴旋转P2,要使出射光强为零,P2至少应转过的角度是多少? 解:根据马吕斯定律,自然光通过两个偏振片后,透射光的强度与入射光的强度的 关系为Ⅰ=0cos2。根据题意,得 1=20cos2B1=1→cosB1=√2/2→1=45° l2=cos2B2=0→cosB2=0→B2=90°180° 则P2至少应转过的角度是△b=62-1=90°-45°=45° 4、水的折射率为1.33,玻璃的折射率为1.50。当光由水中射向玻璃而反射时,起偏振角 为多少?当光由玻璃射向水而反射时,起偏振角又为多少? 解:(1)光由水射向玻璃,根据布儒斯特定律 n21.50 1.33 起偏角为in=484°=48°26′

练习二十一 84 为多少？ 解：设入射光的强度 I0。 根据马吕斯定律，自然光通过两个偏振片后，透射光的强度与入射光的强度的关系为 0 2 1 0 8 1 cos 60 2 1 I = I   = I 0 8 1 I = I 根据马吕斯定律，自然光通过三个偏振片后，透射光的强度 I1 与入射光的强度 I0 的关系 为 0 2 2 1 0 32 9 cos 30 cos 30 2 1 I = I    = I 所以 1 1 4 9 I = I 3、一束光强为 I0 的自然光，相继通过两个偏振片 P1、P2 后出射光强为 I0 /4。若以入射光 线为轴旋转 P2，要使出射光强为零，P2 至少应转过的角度是多少？ 解：根据马吕斯定律，自然光通过两个偏振片后，透射光的强度与入射光的强度的 关系为 0 2 cos 2 I I =  。根据题意，得 0 0 2 1 1 1 1 cos cos 2 / 2 45 2 4 o I I I = =  =  =    0 2 2 2 2 2 cos 0 cos 0 90 ,180 2 o o I I = =  =  =    则 P2 至少应转过的角度是 2 1 90 45 45 o o o  = − = − =    4、水的折射率为 1.33，玻璃的折射率为 1.50。当光由水中射向玻璃而反射时，起偏振角 为多少？当光由玻璃射向水而反射时，起偏振角又为多少？ 解：（1）光由水射向玻璃，根据布儒斯特定律 1.128 1.33 1.50 1 2 = = = n n tgiB 起偏角为 = 48.4 = 4826 B i

东习二十 (2)光由水射向玻璃,根据布儒斯特定律 1.33 0.887 1.50 起偏角为ig=416°=41°34

练习二十一 85 （2）光由水射向玻璃，根据布儒斯特定律 0.887 1.50 1.33 2 1 = = = n n tgiB 起偏角为 = 41.6 = 4134 B i