预习思考题_偏振光的产生与检测

实验3.4 光的偏振特性研究一、实验目的（1）了解自然光和偏振光的定义及特性。

（2）观察光的偏振现象，了解偏振光的产生方法和检验方法。

（3）了解波片的作用和用波片产生椭圆和圆偏振光及其检验方法。

二、实验仪器GSZ-Ⅱ光学平台（配有光具座、氦氖激光器及电源、扩束镜、偏振片、波片、观察屏等）。

三、实验原理1.自然光和偏振光的定义自然光：由普通光源所发射的光波，在光的传播方向上，任意一个场点，光矢量既有空间分布的均匀，又有时间分布的均匀性。

偏振光：光矢量相对于光的传播方向分布的非对称性。

部分偏振光：光波光矢量的振动在传播过程中只是在某一确定的方向上占有相对优势。

平面偏振光：光在传播的过程中光矢量的振动只限于某一特定的平面内。

圆偏振光：在光的传播方向上，任意一个场点光矢量以一定的角速度转动它的方向，但大小不变，其光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的投影是一个圆。

椭圆偏振光：在光的传播方向上，任意一个场点光矢量即改变它的大小，又以一定的角速度转动它的方向，其光矢量的末端在垂直于光传播方向的平面内的投影是一个椭圆。

2.偏振光的产生及检验方法（1）平面偏振光的产生和检验方法：产生：本次实验中我们利用偏振片来生成平面偏振光。

偏振片是由具有二向色性的晶体制作成的，这些晶体对不同方向振动的光矢量具有不同的吸收本领，当自然光入射到这些晶体上时，透射光的光矢量仅在某一个特定的方向上，形成了平面偏振光。

检验：线性偏振光通过检偏器后，按照马吕斯定律，强度为I0的线偏振光通过检偏器，透射光的强度为I=I0cos2α,α=0/π时，透射光的强度最大，当α= (π/2)/(3π/2)时，透射光的强度为0，出现消光现象。

所以偏振器旋转一周，透射光的强度将发生强弱变化，并且消光两次，根据这个特点可以检测是否有平面偏振光。

（2）椭圆和圆偏振光的产生和检验方法：产生：波片是光轴平行于晶面的各向异性晶体薄片。

双折射是光束入射到各向异性的晶体，分解为两束光而沿不同方向折射的现象。

实验28 光的偏振1809年，法国军事工程师马吕斯发现了光的偏振现象。

阿喇果和费涅耳让一束光投射到方解石晶体上，产生出两条分离的光束。

这两条光束应该是相干的，却只产生均匀照度，而不产生干涉条纹。

杨氏由此推断，光一定是横波，这两束光的振动面一定是相互垂直的。

1817年杨氏提出了光的偏振和光是横波的概念。

光的电磁理论建立后，光的横波性又得到了理论上的证明。

光的偏振在光学计量、晶体性质的研究和实验应力分析等方面有广泛的应用。

一、实验目的1．观察光的偏振现象，加深理解偏振的基本概念。

2．了解偏振光的产生和检验方法。

3．观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。

4．观测椭圆偏振光与圆偏振光。

5．了解1/2波片和1/4波片的用途。

二、实验原理1. 光的偏振状态光是电磁波，它是横波。

通常用电矢量E表示光波的振动矢量。

(1) 自然光：其电矢量在垂直于传播方向的平面内任意取向，各个方向的取向概率相等，所以在相当长的时间里（10-5秒已足够了），各取向上电矢量的时间平均值是相等的。

这样的光称为自然光，如图28-l。

(2) 平面偏振光：电矢量只限于某一确定方向的光，因其电矢量和光线构成一个平面而称为平面偏振光。

如果迎着光线看．电矢量末端的轨迹为一直线，所以平面偏振光也称为线偏振光，如图28-2。

(3) 部分偏振光：电矢量在某一确定方向上较强．而在和它正交的方向上较弱，这种光称为部分偏振光，如图28-3。

部分偏振光可以看成是线偏振光和自然光的混合。

(4) 椭圆偏振光：迎着光线看，如果电矢量末端的轨迹为一椭圆，这样的光称为椭圆偏振光。

椭圆偏振光可以由两个电矢量互相垂直的、有恒定相位差的线偏振光合成得到。

(5) 圆偏振光：迎着光线看，如果电矢量末端的轨迹为一个圆，则这样的光称为圆偏振光。

圆偏振光可视为长、短轴相等的椭圆偏振光。

2. 玻璃片与玻璃片堆(1) 反射光的偏振与布儒斯特定律如图28-5所示，光在两介质（如空气和玻璃片等）界面上，反射光和折射光（透射光）都是部分偏振光。

§17-10偏振光的获得和检测一、偏振光的获得1. 布儒斯特定律如果让自然光从折射率为n 1的介质射向折射率为n 2的介质而被界面反射，反射光中垂直于入射面的光振动成分将大于处于入射面内的光振动成分，当入射角等于某一特定角i 0时，反射光成为振动面垂直于入射面的线偏振光，并且i 0满足, (17-69)这个规律称为布儒斯特定律，i 0称为布儒斯特角或起偏角。

当入射角为i 0时，折射角为r 0，根据折射定律，应有. (17-70)将这个关系代入式(17-69)，得,即,这表示，当入射角为起偏角时，反射光与折射光互相垂直，如图17-40所示。

如果自然光从空气射到折射率为1.50的玻璃片上，根据布儒斯特定律，可以求得起偏角为56.3︒，此时的折射角为33.7︒。

当自然光以起偏角从一种介质入射到第二种介质的表面上，反射光成为线偏振光，而如果第二种介质没有特殊的吸收作用，那么折射光将成为部分偏振光，并且在入射面内的光振动成分将大于垂直于入射面的光振动成分。

假如让这样的部分偏振光连续几次作同样的反射和折射, 最后获得的折射光也必定是线偏振光。

2. 晶体的双折射现象在§8-7中讨论固体的一般性质时，曾涉及过晶体具有的一种普遍性质，即各向异性。

这里我们所要说的各向异性，是在某些透明晶体中光沿不同的方向具有不同的传播速率，具有这种性质的晶体，称为双折射晶体。

我们设想在各向同性的均匀介质中有一点光源s ，在任意瞬间光波的波面总是球面。

而在均匀的双折射晶体中，点光源s 发出的光波波面却有两组，一组是球面，另一组是旋转椭球面，如图13-41所示。

这两组波面在某一方向上彼此相切，如图中qq '的方向，这个方向称为晶体的光轴。

图 17-41在一般情况下，当平行自然光垂直入射到晶体的表面时，根据惠更斯原理，被照射的晶体表面上各点都是发射子波的波源，而子波的波面有球面和椭球面两种，所以子波波面的包络面也应有两种，即球面的包络面和椭球面的包络面。

第六章第5讲pWave Optics631线偏振光的产生和检验6.3.1 线偏振光的产生和检验d③二向色性起偏器,人造偏振片一、晶体起偏器件1、晶体的二向色性、晶体偏振器某些晶体对o光和e光的吸收有很大差异，例如电气石对光有强烈吸收对光这叫晶体的二向色性（dichroism）。

例如，电气石对o光有强烈吸收，对e光吸收很弱，用它就可以产生线偏振光。

e 光····光轴电气石光轴线栅起偏器入射光含有各种偏振态平行于线方向的偏振光能够激发电子沿线移动，这导致光的发射从而抵消了入射光。

对于垂直于线的偏振光不会发生这种现象。

这种起偏器在红外波段工作最好。

二向色性偏振片采用同样的思路，但是使用长聚合物。

可见光波段的线栅起偏器应用半导体制备技术, 用于可见光波段的线栅起偏器已被开发出来。

间距小于1微米。

n )arcsin(12n c =θ使入射光束在入口处分成两束。

垂直偏振光经过从高折射率(1.66)到低折射光束往下倾斜，异常光折射率接近寻常光，也可能发生全反射。

<GKH=14º时，异常光全反射格兰(Glan)棱镜()偏振棱镜可由自然光获得高质量的线偏振光，它又可分为偏光棱镜和偏光分束棱镜。

z 偏光棱镜：可由自然光获得原方向的线偏振光吸收涂层格兰—汤姆孙棱镜光轴的取向使e光对应············•光轴方解石o e i的恰是n e 。

•光轴方解石加拿大树胶(n =1.55)n o （1.6584）＞n （1.55）＞n e （1.4864）i 临界角光全反射了光可通过i > 临界角，o 光全反射了，e 光可通过。

B .格兰(Glan)棱镜●xZ=0⊙●yO光e光主平面是与此上图垂直的平面晶体线偏振器•格兰(Glan)棱镜渥拉斯顿(Wollaston)棱镜(a)和罗雄(Rochon)棱镜(b)晶体线偏振器可由自然光获得分开的两束线偏振光光进入到第1块方解石后，o光和e光在方向上没有分开渥拉斯顿(Wollaston)棱镜o光和e光在方向上没有分开。

习题20-1．从某湖水表面反射来的日光正好是完全偏振光，己知湖水的折射率为33.1。

推算太阳在地平线上的仰角，并说明反射光中光矢量的振动方向。

解：由布儒斯特定律5333.1arctan arctan12===n n α 372=-απ在反射光中振动方向为与入射面垂直。

20-2．自然光投射到叠在一起的两块偏振片上，则两偏振片的偏振化方向夹角为多大才能使：（1）透射光强为入射光强的3/1；（2）透射光强为最大透射光强的3/1. (均不计吸收) 解：设夹角为α，则透射光强α20cos I I =通过第一块偏振片之后，光强为：1/2I 0， 通过第二块偏振片之后：α20cos 21I I = 由题意透射光强为入射光强的3/1得 I=I 0/3则αα=35.26° 同样由题意当透射光强为最大透射光强的3/1时，也就是透射光强为入射光强的1/6， 可得： α=54.74°20-3．设一部分偏振光由一自然光和一线偏振光混合构成。

现通过偏振片观察到这部分偏振光在偏振片由对应最大透射光强位置转过60时，透射光强减为一半，试求部分偏振光中自然光和线偏振光两光强各占的比例。

解: 10max 21I I I +=60cos 21210max I I I += 即得1110：：=I I 20-4．由钠灯射出的波长为nm 0.589的平行光束以50角入射到方解石制成的晶片上，晶片光轴垂直于入射面且平行于晶片表面，已知折射率65.1o =n ，486.1e =n ，求 （1）在晶片内o 光与e 光的波长；（2）o 光与e 光两光束间的夹角.解:由 nc v c n λλ==∴nm n c97.35665.10.58900===λλ nm n e c e 37.396486.10.589===λλ OO n ϕsin 50sin =66.2750sin arcsin ==O O n ϕ 03.3150sin arcsin ==ee n ϕΔφ=3.37°20-5．在偏振化方向正交的两偏振片1P ,2P 之间，插入一晶片，其光轴平行于表面且与起偏器的偏振化方向成 35，求（1）由晶片分成的o 光和e 光强度之比； （2）经检偏器2P 后上述两光的强度之比。

第六章第5讲pWave Optics631线偏振光的产生和检验6.3.1 线偏振光的产生和检验d③二向色性起偏器,人造偏振片一、晶体起偏器件1、晶体的二向色性、晶体偏振器某些晶体对o光和e光的吸收有很大差异，例如电气石对光有强烈吸收对光这叫晶体的二向色性（dichroism）。

例如，电气石对o光有强烈吸收，对e光吸收很弱，用它就可以产生线偏振光。

e 光····光轴电气石光轴线栅起偏器入射光含有各种偏振态平行于线方向的偏振光能够激发电子沿线移动，这导致光的发射从而抵消了入射光。

对于垂直于线的偏振光不会发生这种现象。

这种起偏器在红外波段工作最好。

二向色性偏振片采用同样的思路，但是使用长聚合物。

可见光波段的线栅起偏器应用半导体制备技术, 用于可见光波段的线栅起偏器已被开发出来。

间距小于1微米。

n )arcsin(12n c =θ使入射光束在入口处分成两束。

垂直偏振光经过从高折射率(1.66)到低折射光束往下倾斜，异常光折射率接近寻常光，也可能发生全反射。

<GKH=14º时，异常光全反射格兰(Glan)棱镜()偏振棱镜可由自然光获得高质量的线偏振光，它又可分为偏光棱镜和偏光分束棱镜。

z 偏光棱镜：可由自然光获得原方向的线偏振光吸收涂层格兰—汤姆孙棱镜光轴的取向使e光对应············•光轴方解石o e i的恰是n e 。

•光轴方解石加拿大树胶(n =1.55)n o （1.6584）＞n （1.55）＞n e （1.4864）i 临界角光全反射了光可通过i > 临界角，o 光全反射了，e 光可通过。

B .格兰(Glan)棱镜●xZ=0⊙●yO光e光主平面是与此上图垂直的平面晶体线偏振器•格兰(Glan)棱镜渥拉斯顿(Wollaston)棱镜(a)和罗雄(Rochon)棱镜(b)晶体线偏振器可由自然光获得分开的两束线偏振光光进入到第1块方解石后，o光和e光在方向上没有分开渥拉斯顿(Wollaston)棱镜o光和e光在方向上没有分开。

实验28 光的偏振1809年，法国军事工程师马吕斯发现了光的偏振现象。

阿喇果和费涅耳让一束光投射到方解石晶体上，产生出两条分离的光束。

这两条光束应该是相干的，却只产生均匀照度，而不产生干涉条纹。

杨氏由此推断，光一定是横波，这两束光的振动面一定是相互垂直的。

1817年杨氏提出了光的偏振和光是横波的概念。

光的电磁理论建立后，光的横波性又得到了理论上的证明。

光的偏振在光学计量、晶体性质的研究和实验应力分析等方面有广泛的应用。

一、实验目的1．观察光的偏振现象，加深理解偏振的基本概念。

2．了解偏振光的产生和检验方法。

3．观测布儒斯特角及测定玻璃折射率。

4．观测椭圆偏振光与圆偏振光。

5．了解1/2波片和1/4波片的用途。

二、实验原理1. 光的偏振状态光是电磁波，它是横波。

通常用电矢量E表示光波的振动矢量。

(1) 自然光：其电矢量在垂直于传播方向的平面内任意取向，各个方向的取向概率相等，所以在相当长的时间里（10-5秒已足够了），各取向上电矢量的时间平均值是相等的。

这样的光称为自然光，如图28-l。

(2) 平面偏振光：电矢量只限于某一确定方向的光，因其电矢量和光线构成一个平面而称为平面偏振光。

如果迎着光线看．电矢量末端的轨迹为一直线，所以平面偏振光也称为线偏振光，如图28-2。

(3) 部分偏振光：电矢量在某一确定方向上较强．而在和它正交的方向上较弱，这种光称为部分偏振光，如图28-3。

部分偏振光可以看成是线偏振光和自然光的混合。

(4) 椭圆偏振光：迎着光线看，如果电矢量末端的轨迹为一椭圆，这样的光称为椭圆偏振光。

椭圆偏振光可以由两个电矢量互相垂直的、有恒定相位差的线偏振光合成得到。

(5) 圆偏振光：迎着光线看，如果电矢量末端的轨迹为一个圆，则这样的光称为圆偏振光。

圆偏振光可视为长、短轴相等的椭圆偏振光。

2. 玻璃片与玻璃片堆(1) 反射光的偏振与布儒斯特定律如图28-5所示，光在两介质（如空气和玻璃片等）界面上，反射光和折射光（透射光）都是部分偏振光。

积盾市安家阳光实验学校6 光的偏振记一记光的偏振知识体系1个现象——偏振现象1个区别——自然光和偏振光的区别辨一辨1.横波和纵波都能产生偏振现象．(×)2．太阳光是沿某个特方向振动的偏振光．(×)3．只要是波都能发生偏振现象．(×)4．自然光通过偏振片是得到偏振光的唯一办法．(×)想一想1.将一个偏振片放于眼睛的前方，观察通过窗户进入室内的自然光，转动偏振片，你感觉到的明暗有没有明显的变化？提示：无明显变化．因为自然光包含在垂直传播方向上一切方向的光且沿各个方向振动的光波的强度相同．2．通过偏振片观察玻璃表面、光滑桌面反射来的灯光或窗外的光，同时转动偏振片，你感觉到的明暗有无明显的变化？玻璃表面、光滑桌面的反射光是偏振光吗？提示：明暗有明显变化．因为玻璃表面、光滑桌面反射来的灯光或窗外的光及玻璃折射的光都是偏振光．3．将偏振片叠放在数字式电子表的液晶显示屏上，观察显示屏亮度的变化，为什么沿不同方向放置时会有不同的亮度？提示：因为电子表的液晶数字显示屏上、下两个板面处有两片偏振片，将偏振片放在显示屏上，使进入上表面的光的强度发生变化，导致显示屏亮度变化．思考感悟：练一练1.下列关于偏振光的说法中正确的是( )A．自然光就是偏振光B．沿着一个特方向传播的光叫偏振光C．沿着一个特方向振动的光叫偏振光D．单色光就是偏振光解析：自然光包含着在垂直于传播方向上沿一切方向振动的光，而且沿各个方向振动的光波的强度都相同；只有沿着特方向振动的光才是偏振光，故C 项正确．答案：C2．(多选)下列说法中正确的是( )A．光振动沿各个方向均匀分布的光是自然光B．光振动沿各个方向均匀分布的光是偏振光C．光振动沿特方向的光才是偏振光D．光振动沿特方向的光才是自然光解析：根据自然光、偏振光的概念易判断出A、C两项正确．答案：AC3．(多选)如下图所示，P是偏振片，P的透振方向(用带箭头的实线表示)为竖直方向．下列四种入射光束中，哪几种照射P时能在P的另一侧观察到透射光( )A．太阳光B．沿竖直方向振动的光C．沿水平方向振动的光D．沿与竖直方向成45°角振动的光解析：根据光偏振的现象，只要光的振动方向不与偏振片的狭缝垂直，光都能通过偏振片．太阳光、沿竖直方向振动的光、沿与竖直方向成45°角振动的光均能通过偏振片．故A、B、D三项正确．答案：ABD4．两个偏振片紧靠在一起，将它们放在一盏灯的前面以至没有光通过，如果将其中一片旋转180°，在旋转过程中，将会产生下述哪一种现象( )A．透过偏振片的光强先增强，然后又减小到零B．透过的光强先增强，然后减小到非零的最小值C．透过的光在整个过程中都增强D．透过的光强先增强，再减弱，然后又增强解析：两个偏振片紧靠在一起，不能让光通过，说明两个偏振片的透振方向垂直，将其中一个旋转180°的过程中，两个偏振片的透振方向从垂直到平行再到垂直，通过的光强先增大后减小，故A项正确．答案：A5．关于偏振光和自然光，下列观点正确的是( )A．自然光能产生干涉、衍射现象，而偏振光却不能B．只有自然光通过偏振片才能获得偏振光C．自然光只能是白光，而偏振光不能是白光D．自然光和偏振光都能使感光底片感光解析：振动方向沿各个方向均匀分布的光就是自然光，而振动方向沿某特方向的光就是偏振光，但自然光和偏振光都能发生干涉、衍射，故A项错误；光的偏振现象并不罕见，除了从光源直接发出的光以外，我们看到的绝大光是偏振光，故B项错误；光的颜色是由频率决的，与光的振动方向无关，白光是复色光，既可是自然光，也可以是偏振光，故C项错误；自然光和偏振光都具有能量，都能使底片感光，故D项正确．答案：D要点一光的偏振1.下列现象中可以说是横波的是( )A．光的干涉现象 B．光的衍射现象C．光的全反射现象 D．光的偏振现象解析：光能发生干涉和衍射现象，说是一种波，具有波动性；光的色散现象，说明同一介质对不同光的折射率不同，也说明不同光在同一介质中的速度不同；光的全反射现象，说由光密介质进入光疏介质和由光疏介质进入光密介质会有不同的现象；光的偏振现象说的振动方向与传播方向垂直，即说是横波，故D项正确．答案：D2．(多选)在垂直于太阳光的传播方向前后放置两个偏振片P和Q，在Q的后边放上光屏，以下说法中正确的是( )A．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度不变B．Q不动，旋转偏振片P，屏上光的亮度时强时弱C．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度不变D．P不动，旋转偏振片Q，屏上光的亮度时强时弱解析：当Q和P的透振方向平行时，通过Q的光强最大，当Q和P的透振方向垂直时，通过Q的光强最小，即无论是旋转P还是旋转Q，屏上得到的光都是时强时弱的．答案：BD3．(多选)如图所示，电灯S发出的光先后经过偏振片A和B，人眼在P处迎着入射光方向，看不到光亮，则( )A．图中a光为偏振光B．图中b光为偏振光C．以SP为轴将B转过180°后，在P处将看到光亮D．以SP为轴将B转过90°后，在P处将看到光亮解析：自然光沿各个方向振动是均匀分布的，通过偏振片后，透射光是只有沿着某一特方向振动的光．从电灯直接发出的光为自然光，故A项错误；它通过A偏振片后，即变为偏振光，故B项正确；设通过A的光沿竖直方向振动，若B偏振片只能通过沿水平方向振动的偏振光，则P点无光亮，将B转过180°时，P处仍无光亮，故C项错误；若将B转过90°，则该偏振片将变为能通过竖直方向上振动的光，则偏振光能通过B，即在P处有光亮，D项正确．答案：BD4．如图所示，杨氏双缝中，下述情况能否看到干涉条纹？简单说明理由．(1)在单色自然光源S后加一偏振片P.(2)在(1)情况下，再加P1、P2，P1与P2透射光方向垂直．解析：(1)能．到达S1、S2的光是从同一线偏振光分解出来的，它们满足相干条件，能看到干涉条纹，且由于线偏振片很薄，对路程差的影响可忽略，干涉条纹的位置与间距和没有P时基本一致，只是强度由于偏振片的吸收作用而减弱．(2)不能．由于从P1、P2射出的光方向相互垂直，不满足干涉条件，故光屏E被均匀照亮，但无干涉现象．答案：见解析要点二偏振光的用5.光的偏振现象说是横波，下列现象中不能反映光的偏振特性的是( )A．一束自然光相继通过两个偏振片，以光束为轴旋转其中一个偏振片，透射光的强度发生变化B．一束自然光入射到两种介质的面上，当反射光线与折射光线之间的夹角恰好是90°时，反射光是偏振光C．日落时分，拍摄水面下的景物，在照相机镜头前装上偏振滤光片可以使景像更清晰D．通过手指间的缝隙观察日光灯，可以看到彩色条纹解析：通过手指的缝隙观察日光灯，看到彩色条纹是光的衍射现象．D项错误．答案：D6．如图所示，两光屏间放有两个透振方向相互平行的偏振片，现让太阳光沿轴线通过光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通过偏振片Q.现以光的传播方向为轴使偏振片P由图示位置旋转90°度，下列说法正确的是( ) A．MN间为偏振光B．PQ间为自然光C．PQ间的光线亮度逐渐变暗D．光屏N上的亮线逐渐变暗解析：MP间为自然光，PN间为偏振光，故A、B两项错误；PQ间亮度不变，光屏上亮度逐渐变暗，故C项错误，D项正确．答案：D7．(多选)“假奶粉事件”曾经闹得沸沸扬扬，奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一个重要指标，可以用“旋光法”来测量糖溶液的浓度，从而鉴糖量．偏振光通过糖水溶液后，偏振方向会相对于传播方向向左或向右旋转一个角度α，这一角度α称为“旋光度”，α的值只与糖溶液的浓度有关，将α的测量值与标度值相比较，就能确被测样品的含糖量了，如图所示，S是自然光源，A、B是偏振片，转动B，使到达O处的光最强，最后将被测样品P置于A、B之间，则下列说法中正确的是( )A．到达O处光的强度会明显减弱B．到达O处光的强度不会明显减弱C．将偏振片B转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片B转过的角度于αD．将偏振片A转动一个角度，使得O处光强度最大，偏振片A转过的角度于α解析：A、B之间不放糖溶液时，自然光通过偏振片A后，变成偏振光，通过B后到O.当在A、B间放糖溶液时，由于溶液的旋光作用，使通过A的偏振光振动方向转动了一角度，到达O处的光强会明显减弱；但当B转过一个角度，恰好使透振方向与经过糖溶液后的偏振光振动方向一致时，O处光强又为最强，故B的旋转角度即为糖溶液的旋光度；因为A、B的偏振方向一致，故转动偏振片A也可以．答案：ACD基础达标1.下列说法正确的是( )A．自然光就是白光B．自然光一是复色光C．单色光不是自然光D．自然光可以是单色光，也可以是复色光解析：自然光是指含有垂直传播方向上沿一切方向振动的光，且沿着各个方向振动的光波的强度相同，可以是单一频率的光，也可以是不同频率的光，故D项正确．答案：D2．纵波不可能产生的现象是( )A．偏振现象 B．反射现象C．折射现象 D．衍射现象解析：只有横波才会发生偏振现象，故A项正确．答案：A3．如图所示，白炽灯的右侧依次平行放置偏振片P和Q，A点位于P、Q 之间，B点位于Q右侧．旋转偏振片P，A、B两点光的强度变化情况是( ) A．A、B均不变 B．A、B均有变化C．A不变，B有变化 D．A有变化，B不变解析：白炽灯发出的光为自然光，通过偏振片P后产生偏振光，旋转P，A 处光的强度不变，当P与Q的透振方向一致时B点光的强度最大．当P与Q的透振方向垂直时B点光的强度最小，故C项正确．答案：C4．夜晚，前灯发出的强光将迎面驶来的司机照得睁不开眼，严重影响行车安全．若考虑将前灯玻璃改用偏振玻璃，使射出的灯光变为偏振光；同时前窗玻璃也采用偏振玻璃，其透振方向正好与灯光的振动方向垂直，但还要能看清自己车灯发出的光所照亮的物体．假设所有的前窗玻璃和前灯玻璃均按同一要求设置，如下措施中可行的是( )A．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是水平的B．前窗玻璃的透振方向是竖直的，车灯玻璃的透振方向是竖直的C．前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°D．前窗玻璃和车灯玻璃的透振方向都是斜向右上45°解析：此题要求自己车灯发出的光经对面车窗反射后仍能进入自己眼中，而对面车灯发出的光不能进入自己的眼中．若前窗的透振方向竖直、车灯玻璃的透振方向水平，从车灯发出的光照射到物体上反射回的光线将不能透过前窗玻璃，司机面前将是一片漆黑，故A项错误；若前窗玻璃与车灯玻璃透振方向均竖直，则对面车灯的光仍能照射得司机睁不开眼，B项错误；若前窗玻璃的透振方向是斜向右上45°，车灯玻璃的透振方向是斜向左上45°，则车灯发出的光经物体反射后无法透射进本车窗内，却可以透射进对面车内，故C项错误，D项正确．答案：D5．在拍摄日落时水面下的景物时，在照相机镜头前装一个偏振片，其目的是( )A．减弱反射光，从而使景物的像清晰B．增强反射光，从而使景物的像清晰C．增强透射光，从而使景物的像清晰D．减弱透射光，从而使景物的像清晰解析：由于反射光的干扰，景物的像常常比较模糊，装上偏振片的目的是减弱反射光，且透振方向与反射光的振动方向垂直，但不能增强透射光．答案：A6．(多选)如图所示，一束自然光通过起偏器照射到光屏上，则图中光屏上发亮的有(起偏器上用箭头表示其透射方向)( )解析：自然光通过起偏器后成为偏振光，当偏振光的振动方向与起偏器的透振方向平行时能够通过，否则不能通过，故A、B、D三项正确．答案：ABD7．(多选)关于波动，下列说法正确的是( )A．各种波均会发生偏振现象B．用白光做单缝衍射与双缝干涉，均可看到彩色条纹C．声波传播过程中，介质中质点的运动速度于声波的传播速度D．已知地震波的纵波波速大于横波波速，此性质可用于横波的预警解析：只有横波才能发生偏振现象，A项错误；白光又是复色光，做单缝衍射和双缝干涉均能看到彩色条纹，B项正确；波在传播过程中的传播速度与介质运动速度是两回事，二者没有可比性，C项错误；在同一介质中，纵波传播速度大于横波的传播速度，D项正确．答案：BD8．(多选)如图所示是一种利用温度敏感光纤测量物体温度的装置，一束偏振光射入光纤，由于温度的变化，光纤的长度、芯径、折射率发生变化，从而使偏振光的偏振方向发生变化，光接收器接收的光强度就会变化．关于这种温度计的工作原理，正确的说法是( )A．到达检偏器的光的偏振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越大B．到达检偏器的光的偏振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越小，表示温度变化越小C．到达检偏器的光的偏振方向变化越小，光接收器所接收的光强度就会越大，表示温度变化越小D．到达检偏器的光的偏振方向变化越大，光接收器所接收的光强度就会越大，表示温度变化越大解析：温度变化越大，光纤的各个物理参量变化越大，光的偏振方向变化越大，光接收器接收的光强度会越小．答案：AC9．(多选)有关偏振和偏振光的下列说法中，正确的有( )A．只有电磁波才能发生偏振，机械波不能发生偏振B．只有横波能发生偏振，纵波不能发生偏振C．自然界不存在偏振光，自然光只有通过偏振片才能变为偏振光D．除了从光源直接发出的光以外，我们通常看到的绝大光都是偏振光解析：只有横波才能产生偏振现象，而机械波中也有横波，当然能发生偏振，A项错误，B项正确；我们通常看到的绝大光都是偏振光，自然光不一非要通过偏振片才能变为偏振光，C项错误，D项正确．答案：BD10．如图所示是观看立体电影时放映机镜头上的偏振片和观看者所带的偏光眼镜的配置情况，其中正确的是( )解析：立体电影是利用光的偏振现象实现的．两台放映机同时放映着从不同角度同时拍摄的场景，并且放映机采用正好垂直的偏振光进行放映，观众所戴的眼镜左、右镜片的透振方向正好也相互垂直．只有透振方向与某束偏振光的偏振方向平行的镜片才能透过该束偏振光，这样，两只镜片分别只能透过这两部放映机中某一部的偏振光，则观众同时能获得两束带有不同信息的光线，在脑便能复合成立体感很强的场景．故B项正确．答案：B能力达标11.(多选)如图所示，一玻璃柱体的横截面为半圆形，让太阳光或白炽灯光通过狭缝S形成细光束从空气射向柱体的O点(半圆的圆心)，产生反射光束1和透射光束2.现保持入射光不变，将半圆柱绕通过O点垂直于纸面的轴线转动，使反射光束1和透射光束2恰好垂直．在入射光线的方向上加偏振片P，偏振片与入射光线垂直，其透振方向在纸面内，这时看到的现象是( ) A．反射光束1消失B．透射光束2消失C．反射光束1和透射光束2都消失D．偏振片P以入射光线为轴旋转90°角，透射光束2消失解析：自然光射到界面上，当反射光与折射光垂直时，反射光和折射光的偏振方向相互垂直，且反射光的振动方向与纸面垂直，折射光的振动方向与纸面平行，因此当在入射光线方向垂直放上透振方向在纸面内的偏振片P时，因垂直于纸面无光；反射光束1消失，A项正确，B，C两项错误；偏振片转动90°，平行于纸面内的光消失，则透射光束2消失，D项正确．答案：AD12. 如图所示，S为一点光，P、Q是偏振片，R是一光敏电阻，R1、R2是值电阻，电流表和电压表均为理想电表，电动势为E，内阻为r.则当偏振片Q由图示位置转动90°的过程中，电流表和电压表的示数变化情况为( ) A．电流表的示数变大，电压表的示数变小B．电流表的示数变大，电压表的示数变大C．电流表的示数变小，电压表的示数变大D．电流表的示数变小，电压表的示数变小解析：由题图可知偏振片Q转过90°时，几乎没有光同时透过P、Q两偏振片，则光敏电阻阻值变大，电路的总电阻变大，总电流变小，内电压变小，路端电压变大，故电压表示数变大；由于总电流变小，所以电阻R1上的分压变小，因此电阻R2上的分压变大，所以电流表的示数也变大，故B项正确．答案：B13．一束光由真空入射到平面玻璃上，当其折射角为30°时，反射光恰好发生完全偏振(反射光线与折射光线垂直)，由此可以计算出玻璃的折射率是多少？此时的入射角称为起偏角，也叫布儒斯特角，试求折射率为n的介质的布儒斯特角的通用表达式．解析：光由空气进入玻璃，光路图如图所示，根据折射律可得n＝sin θ1sin θ2，而θ1＋θ2＝90°所以n＝sin θ1sin θ2＝cot θ2由题意知θ2＝30°，n＝cot 30°＝3所求的布儒斯特角为θ1，所以由n＝sin θ1sin θ2＝tan θ1可得表达式为θ1＝arctan n答案： 3 θ1＝arctan n14．通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛、月亮、反光的黑板，当以入射光线为轴转动偏振片时，看到的现象有何不同？解析：该题考查自然光和偏振光的区别．通过一块偏振片去观察电灯、蜡烛时，透射光的强度不随偏振片的旋转而变化．因为灯光、烛光都是自然光，沿各个方向振动的光的强度相同．因此，当偏振片旋转时，透射出来的光波的振动方向虽然改变了(肉眼对此不能感觉到)，但光的强弱没有改变．月亮、黑板反射的光是偏振光，它们通过偏振片透射过来的光线的强弱会随偏振片的旋转发生周期性的变化．答案：见解析。