光偏振和量子物物理基础.ppt

练习37光的偏振 1、自然光自空气射向一块平板玻璃(如图),设入射角等 于布儒斯特角i,则在界面2的反射光:(B (A)是自然光 (B)是完全偏振光且光矢量的振动方向垂直入射面 (C)是完全偏振光且光矢量的振动方向平行入射面 (D)是部分偏振光 当入射角等于某 tan 定值i,且满足: lo ioI 40 反射光中只有垂直入射面的分振 一M 动,成为线偏振光,而折射光仍 为部分偏振光,但这时折射光的 偏振化程度最高 布儒斯特 定律 o布儒斯特角或起偏角 2、水的折射率为1.33,玻璃的折射率为1.50,当光由水中射向 玻璃表面反射时,起偏振角等于 当光由玻璃射向 水表面反射时,其起偏振角等于 分析:布儒斯特定律数学表达式:tani n2 ny 当光由水中射向玻璃表面时: 50 arctan ()=arctan( =48°26 1.33 当光由玻璃射向水表面时 arctan(2)=arctan. 33 )=41°34 1.50 答案为:48°26,4134″ 3、一束光由光强为l1的自然光与光强为l2的线偏振组成,垂直 入射到一个偏振片上,当偏振片以入射光方向为轴转动时,透射 光的最大强度为 最小强度为 马吕斯定律:透过一偏振片的光强等于入射线偏振光光强乘以 入射偏振光的光振动方向与偏振片的透光轴取向夹角余弦平方 I=1。cos2a 自然光通过偏振片后的光强为:=1且与偏振片的透光轴取 向无关 线偏振光透射光的最大强度出现在:偏振片的透光轴取向 平行线偏振光的振动方向,大小为 最小强度出现在偏振 片的透光轴取向垂直线偏振光的振动方向,大小为:0 答案为:1+122 4.在光学各向异性晶体内部有一确定的方向,沿这一方向寻 常光和非寻常光的传播速率_相等,这一方向称为光轴。 只具有一个光轴方向的晶体称为_单轴晶体 光轴:晶体内存在一个特殊方向,当光沿这个方向传播时不产生双折 射现象。此时,0光和e光折射率相等,光的传播速度也相等 单轴晶体:只有一个光轴,如方解石、石英等; 双轴晶体:存在两个光轴方向,如云母、蓝宝石等 5、一束光强为|的自然光垂直入射在三个叠在一起的偏振 片P,P2,B上,已知P和P的偏振方向相互垂直 (1)求B与P的偏振化方向之间的夹角为多大时,穿 过第三个偏振片的光强为l/8 (2)若以入射光方向为轴转动P,当P转过多少角度时,穿 过第三个偏振片的透射光强由原来的l8单调的减到l/16?此 时P,P的偏振化方向之间的夹角多大? 解:(1)透过P1的光强1=l 设P1与P2的偏振化方向的夹角为θ,则透过P2后的光强为 ,=L cos0=Io cos 8 透过P3后的光强 1=l, CosIE-0)==lo cos 0 sin 0==lo sin 20 当I3=1/8I时,6=45 所以:P2与P3的偏振化方向的夹角为:90-450-45 (2)设此时P1与P2的偏振化方向的夹角为θ,则 要使1,=sin20=16 →=22.5;O=67.5 则P与P2的振化方向的夹角为25或者675 P转过的角度为225 自然光 45 P 6、使自然光通过两个偏振化方向成60角的偏振器,透射光的强 度为1,今在两个偏振器之间再插入一个偏振器,它的偏振化 方向与前两个偏振器的偏振化成30角,则透射光强度为多大? 解:设自然光的强度为1,则通过第一偏振片的光 强为10,再通过第二个偏振片的光强为 1=-cos60 所以:0=81 今在两偏振片中间再插入一偏振片后,透过各振片的光强为 coS230·cos230=4/1 444 练习38量子物理基础(一) 关于光电效应有下列说法: (1)任何波长的可见光照射到任何金属表面都能产生 光电效应; (2)若入射光的频率均大于一给定金属的红限,则该 金属分别受到不同频率的光照射时,释出的光电子的最 大初动能也不同; (3)若入射光的频率均大于一给定金属的红服,则该 金属分别受到不同频率,强度相等的光照射时,单位时 间释出的光电子数一定相等 (4)若入射光的频率均大于一给定金属的红限,则当 入射光频率不变而强度增大一倍时,该金属的饱和光电 流也增大一倍 其中正确的是 (A)(1),(2),(3) (B)(2),(3),(4) (c)(2),(3) (D)(2),(4) (1)光电效应存在红限频率v,只有入射光频率vv 金属才有光电子逸出。因此(1)是错误的。 (2)光电子的最大初动能与入射光频率成线性关系:m2=h-A 因此(2)是正确的 (3)饱和电流和单位时间释放出的光电子数成正比:入射光的 强度决定于能流密度,设单位时间内通过单位面积的光子数为N 则入射光的能流密度为Nh,当强度一定时,频率v越高,N 越小,照射到阴极的光子数越少,单位时间释出的光电子越少, 从而饱和电流也