第24章　光的偏振

一、選擇題

1．三個偏振片P_l、P₂與P₃堆疊在一起，P_l與P₂的偏振化方向間的夾角為30°，P_l與P₃的偏振化方向相互垂直。強度為的自然光垂直入射于偏振片 P_l，并依次通過偏振片P_l、P₂與P₃，則通過三個偏振片后的光強為（　　）。[北京郵電大學2010研]

A．I₀／4

B．3I₀／8

C．3I₀／32

D．I₀／16

【答案】C

【解析】強度為的自然光垂直入射于偏振片 P_l后強度變為，則由馬呂斯定律可知得

2．光線從折射率為n₁的介質入射到折射率為n₂的介質界面上反射時，反射光是完全偏振光，則入射角i_o滿足的方程是（　　）。[電子科技大學2006研]

A． 

B． 

C． 

D．

【答案】C

二、填空題

1．光強為I₀的自然光依次通過兩個偏振片P₁和P₂。若P₁和P₂的偏振化方向的夾角α＝30°，則透射偏振光的強度I是______。[華南理工大學2010研]

A．I₀／4 

B． 

C． 

D．I₀／8 

E．3I₀／8

【答案】E

【解析】自然光通過偏振片后，光強變為，且偏振方向沿偏振片的偏振方向；然后通過偏振片時，光強則滿足：

。

2．兩個偏振片堆疊在一起，其偏振化方向相互垂直，若一束強度為I_O的線偏振光入射，其光矢量振動方向與第一偏振片偏振化方向夾角為π/4，則穿過第一偏振片后的光強為______，穿過兩個偏振片后的光強為______。[華南理工大學2009研]

【答案】；0

【解析】由馬呂斯定律可知

3．光強為I的一束自然光，經過三個偏振片后，透射光強為I/16，已知第一個偏振片和第三個偏振片的偏振化方向相互垂直，則第一個偏振片和第二個偏振片的偏振化方向夾角為______。[南京航空航天大學2007研]

【答案】或

4．一束平行的自然光，以角入射到平玻璃表面上，若反射光束是完全偏振的，則透射光束的折射角是______；玻璃的折射率為______。[南京航空航天大學2006研]

【答案】；1.73

三、計算題

1（1）一強度為I₀的自然光先后垂直穿過偏振化方向夾角為60°的兩偏振片P₁和P₂，求P₂出射光的強度。

（2）若在P₁和P₂之間插入一個1/4波片，其光軸與P₁和P₂的偏振化方向夾角均為30°，則P₂的出射光強度變為多少? [廈門大學2011研]

解：（1）自然光經過P1偏振片后，光強減半，并且變成沿P1透振方向的線偏光。再經過P₂偏振片，設出射光強為I2，由馬呂斯定律，

（2）設1/4波片光軸方向沿y軸，P1偏振片出射光波幅為A1。經過波片后線偏光變為橢圓偏振光，如圖24-1可得，

經過波片后o光和e光相位相差90°，故出射光電場分量可表示為

再經過P₂偏振片，橢圓偏光變成沿P₂透振方向的線偏光，將在P₂方向做投影可以得到出射光的電場分量，

可進一步約化為：

所以出射光的波幅為：

故出射光強為：

圖24-1

2．一束自然光以起偏角自某透明液體入射到玻璃表面上，若玻璃的折射率為1.56，求：

（1）該液體的折射率。

（2）折射角。[寧波大學2009研]

解：（1）設該液體的折射率為，由布儒斯特定律得：

可得：

（2）折射角：

3．當一束自然光以入射角57°由空氣投射到一塊平板玻璃表面上時，反射光為完全偏振光，則此時光線的折射角為多大？[浙江大學2008研]

解：由可知，折射角為

4．如圖24-2所示，楊氏雙孔干涉裝置，當透振方向夾角為的理想偏振片、移動時，屏上最大光強為，干涉條紋襯比度為1，試求：插入、后屏上最大光強和干涉條紋襯比度各是多少？[山東大學研]

圖24-2

解：合成光強：

最大光強：

最小光強：

干涉條紋襯比度：

5．如圖24-3所示，強度為的單色自然光照明揚氏雙孔裝置，P是理想偏振片（道振方向為P），求屏幕Π上的光強分布和干涉條紋的襯比度。[山東大學研]

圖24-3

解：由光強合成公式，得：

襯比度：