题目
一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片.若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为 [ ]A. 1/2. B. 1/5. C. 1/3. D. 2/3.
一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片.若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5倍,那么入射光束中自然光与线偏振光的光强比值为 [ ]
A. 1/2.B. 1/5.
C. 1/3.
D. 2/3.
题目解答
答案
A
解析
步骤 1:理解光的偏振原理
自然光通过偏振片后,其强度变为原来的一半。线偏振光通过偏振片后的强度取决于偏振片的偏振方向与线偏振光的偏振方向之间的夹角。当偏振片的偏振方向与线偏振光的偏振方向一致时,线偏振光的强度不变;当偏振片的偏振方向与线偏振光的偏振方向垂直时,线偏振光的强度变为零。
步骤 2:计算透射光强度的最大值和最小值
设入射光束中自然光的强度为I_n,线偏振光的强度为I_p。当偏振片的偏振方向与线偏振光的偏振方向一致时,透射光强度最大,此时透射光强度为I_max = I_n/2 + I_p。当偏振片的偏振方向与线偏振光的偏振方向垂直时,透射光强度最小,此时透射光强度为I_min = I_n/2。
步骤 3:根据题目条件求解自然光与线偏振光的光强比值
根据题目条件,透射光强度最大值是最小值的5倍,即I_max = 5I_min。将步骤2中的表达式代入,得到I_n/2 + I_p = 5(I_n/2)。化简得到I_p = 2I_n。因此,自然光与线偏振光的光强比值为I_n/I_p = 1/2。
自然光通过偏振片后,其强度变为原来的一半。线偏振光通过偏振片后的强度取决于偏振片的偏振方向与线偏振光的偏振方向之间的夹角。当偏振片的偏振方向与线偏振光的偏振方向一致时,线偏振光的强度不变;当偏振片的偏振方向与线偏振光的偏振方向垂直时,线偏振光的强度变为零。
步骤 2:计算透射光强度的最大值和最小值
设入射光束中自然光的强度为I_n,线偏振光的强度为I_p。当偏振片的偏振方向与线偏振光的偏振方向一致时,透射光强度最大,此时透射光强度为I_max = I_n/2 + I_p。当偏振片的偏振方向与线偏振光的偏振方向垂直时,透射光强度最小,此时透射光强度为I_min = I_n/2。
步骤 3:根据题目条件求解自然光与线偏振光的光强比值
根据题目条件,透射光强度最大值是最小值的5倍,即I_max = 5I_min。将步骤2中的表达式代入,得到I_n/2 + I_p = 5(I_n/2)。化简得到I_p = 2I_n。因此,自然光与线偏振光的光强比值为I_n/I_p = 1/2。