历届大学物理竞赛光学试题解答.pptVIP

所以 则 合成为线偏振光 合成为正椭圆偏振光 合成为斜椭圆偏振光 合成为圆偏振光 k=0, ?1, ?2, ? 一、1/4波片 能使从波片透射后的两束线偏振光(o光和e光)的相位差?? = (2k+1)?/2 ，这样的波片称为1/4波片。 思考: (1)线偏光通过1/4波片后, 透射光的偏振态和 光强如何? (正椭圆或圆偏光, 光强不变) (2)自然光通过1/4波片后, 透射光的偏振态和 光强如何? (自然光, 光强不变) 光轴 x y 线偏振光垂直入射到半波片上, 透射光仍为线偏振光,但其振动 方向却旋转2? 角,如右图所示 二、1/2波片(又叫半波片) 能使从波片透射后的两束线偏振光(o光和e光)的相位差?? ＝(2k+1)? ，这样的波片称为1/2波片。 ? ? 19、有两个圆偏振器,偏振片用P1和P2表示,?波片用N1和N2 表示, 按N1 - P1 - P2 - N2 顺序排列, P1和P2 偏振化方向间的夹角?, 以光强为I0 的自然光垂直入射到上述偏振系统, 求透射光的偏振态和光强? 解: 圆偏光 由圆偏振器,可知P1与N1, P2与N2之间夹角为45° N1 P1 P2 N2 20、用旋转的检偏镜对某一单色光进行检偏, 在旋转一圈的过程中,发现从检偏镜出射的光强并无变化。先让这一束光通过一块1/4波片, 再通过旋转的检偏镜检偏,则测得最大出射光强是最小出射光强 的2倍。求入射的是什么偏振态的光, 其中自然光光 强占总光强的百分之几? 解: 光强无变化, 结论:自然光或圆偏光或两者混合。 光强无消光,非圆偏光; 光强有变化,非自然光; 结论: 两者混合。 ?波片 检偏镜 检偏镜 设入射总光强为1, 其中自然光强为x , 则圆偏光强为(1－x) 由题意 ?波片 检偏镜 21、如图,用单色自然光照射缝 s0时,在屏上可 得一组明暗相间的干涉条纹。 今在 s0 处贴放一偏振 片P, 使其透振方向与缝s0 平行; 在s1,s2处各贴放一个 相同的半波片Q1,Q2,并使其中一个半波片的光轴与缝平行,另一个半波片的光轴与缝垂直。不计P,Q1,Q2对 光的吸收,则与原干涉图样相比, 屏上条纹位置和强度 的变化如何? 解: 通过 的光,对波片而言是o光; 通过 的光,对波片而言是e光; 波片产生了附加相位差? , ∴条纹平移半个条纹间距(或明暗相反);同时强度减半 P 解: d 波片 P2 单色 自然光 P1 (光轴) 主截面 P1与P2间的夹 角产生的附加 相位差: 22、一厚度为10μm的方解石晶片,其光轴平行于表面, 放置在两正交偏振片之间, 晶片主截面与第一个 偏振片的偏振化方向夹角为45o, 若使波长6000?的光 通过上述系统后呈现极大, 晶片厚度至少磨去多少? ( 方解石的no=1.658, ne=1.486 ) ( P1与 P2在同象限) (P1与P2 在异象限) 设晶片原厚度 d0=10?m , 使?=6000 ? 的光通过晶片后呈现极大时, 晶片厚度为d 可算出使d＜10μm所相应的k=1,2,3 取k=3, ∴d = 8.72 μm ?磨去厚度为 d0－d = 1.28μm =3.488(k－0.5)[?m] o光和e光的相位差: 23、扬氏干涉, P0处为0级亮纹,P4处为1级亮纹, P1,P2,P3为P0P4间的等间距点。 求: N,N1,N2偏振片如图放置, N1,N2的透光轴方向互相 垂直,且与N 的透光轴方向成45o角,说明P0,P1,P2 ,P3,P4 处光的偏振态, 并比较它们的相对强度。 (2)在幕前再放置偏振片N, 其透光轴与N的垂直, 则上 述各点光的偏振态和相对强度如何? 解: (1) 45° 45° s1,s2 的出射光互相垂直, 故两束光不发生干涉 设s1,s2 的光强分别为 在 P0,P1,P2,P3,P4 处的光程差分别为 故分别为线偏光(1-3象限), 右旋圆偏光, 线偏光(2-4象限), 左旋圆偏光, 线偏光(1-3象限) 在P0, P1, P2, P3, P4 处的相位差分别为 由非相干叠加, 得各点光强为 (2) 45° 45° 经 N 后的两出射光互相平行, 故发生干涉 且所有点都是线偏光。 从图上可见, N对s1,s2后的光产生了附加相位差? , 在 P0, P1, P2, P3, P4 处的相位差分别为 在 P0, P1, P2 , P3, P4处的光强分别为 24、单色平行自然光通过半透半反分束器H分成互相垂直的两束光1与2, M1、M2是相同的玻璃反射面, 1与2均以布儒斯特角iB=52?