大学物理2-15第十五章思考题.docx

毒43句万治
1、一束光垂直入射在偏振片上，以入射光线为轴转动偏振片，观察通过偏振片后的光
强变化过程。如果观察到光强不变， 则入射光是什么光？如果观察到明暗交替变化，有时出
现全暗，则入射光是什么光？如果观察到明暗交替变化，但不出现
12 I i cos (90 ) I cos cos (90
)-sin2
4
可见，当sin2 i时，透射光强最大，其值为
I 2 max
9、如图15-8所示，R、P2为偏振化方向夹角为
的两个
偏振片。光强为I。的平行自然光垂直入射到 Pi表面上，则通过
P2 P3
Pi
Io
—
偏振化方向旋转
角后，发生消光现象，从而可以推算出
P3
图 15-8
的偏振化方向与Pi的偏振化方向之间的夹角
等于多少?
（假设题中所涉及的角均为锐角，并且
)90 或 90
）】
详解：由于Pi、P2偏振化方向夹角为
P2的光强为
Los
在Pi、P2之间插入第三个偏振片后，使
P2旋转角度
后发生消光现象，则必有 P2与B
< ,因此得到如图所示的两
的偏振化方向垂直。由于题中所涉及的角均为锐角，并且 种振幅投影图。
(a)
在图（a）的情况下，由几何关系得
（b）
图 15-32
R与Pi的偏振化方向之间的夹角为
()90
在图（b）的情况下，有
90()
1、如图15-20所示，一束自然光从空气射向一块平板玻璃，设入射角等于布儒斯特角
其光矢量的振动方向如何?
io,则在界面2的反射光是不是线偏振光？如果是线偏振光,
【答案：反射光是不是线偏振光；光矢量的振动方向垂直于入射面】
图 15-20
详解：自然光从空气射向平板玻璃时入射角等于布儒斯特角io,
设与此对应的折射角为 r。，则必有
io r。90
由光的折射定律得
sin io nsinr。
当光入射在平板玻璃的界面 2上时，入射角等于r。，设与此对应
的折射角为r,由光的折射定律得
nsinr。 sin r
比较两个折射定律，有 r= io,因此
r。r ro i0 9o
即在界面2的反射光与折射光也是垂直的，入射角也是布儒斯特角，反射光必然是线偏振光,
其光矢量的振动方向垂直于入射面。
2、如图15-21所示，如果从一池静水的表面反射出来的太阳光是线偏振光，那么太阳
光的仰角大致等于多少度？该反射光的光矢量的振动方向如何？已知水的折射率为
。
【答案：37。；垂直于入射面】
详解：由布儒斯特定律得布儒斯特角为
i0 arctan n arctanl .33 53
因此太阳光的仰角为
仰角 90 i0 37
此时反射光光矢量的振动方向垂直于入射面。
3、自然光以60。的入射角照射在某两种介质交界面时，反射光为完全线偏振光，则折 射光是什么光？折射角等于多少度？
【答案：部分偏振光；30。】
详解：折射光是部分偏振光。
由于反射光为完全线偏振光，因此i0+r=90。，由此解得折射角为
r 90 i0 30
4、某种透明介质对于空气的临界角等于45。，光从空气射向此介质时的布儒斯特角等
于多少？
【答案： ]
详解：由于这种透明介质对空气的临界角等于45。，因此这种透明介质的折射率为
1
n
sinC
当光从空气射向此介质时的布儒斯特角为
i0 arctan n
sin45
arctan . 2

5、一束自然光从空气投射到玻璃表面上，当折射角为30。时，反射光是完全偏振光，
则此玻璃板的折射率等于多少？
【答案：】
详解：一束自然光从空气投射到玻璃表面上，当反射光是完全偏振光时，其入射角等于
布儒斯特角，由于布儒斯特角与折射角的和等于90。，而折射角等于 30。，因此布儒斯特
角等于60°。该玻璃板的折射率为
n tan i0 tan 60 =
6、一束平行的自然光以 60。角入射到平玻璃表面上。如果反射光是完全偏振的，则透
射光的折射角是多少度？玻璃的折射率等于多少?
【答案：30° ; 】
详解：由于反射光是完全偏振光，因此i0+r=90。，由此解得折射角为
r 90 i0 30
由布儒斯特定律得该玻璃的折射率为
n tan i0 tan 60 =
7、如图15-22所示，一束自然光入射到折射率分别为ni和n2的两种介质的交界面上,
发生反射和折射。测得反射光是完全偏振光，那么折射角 r的值为多少？
【答案：—arctan -n2 ]
2n1
详解：由于反射光是完全偏振光，因此入射角是布儒斯特
角