题目
.12-29 用两个偏振片使一束光强为I0的线偏振光的振动面旋转90°,试问:-|||-(1)两块偏振片应如何放置才能达到目的?-|||-(2)透过两块偏振片后的线偏振光,其光强最大为多少?

题目解答
答案

解析
考查要点:本题主要考查偏振片的叠加使用及光强变化规律,涉及马吕斯定律的应用和极值求解。
解题核心思路:
- 振动方向调整:通过两块偏振片的合理摆放,使入射光的振动方向旋转90°。关键点是第二块偏振片需与原振动方向垂直,第一块偏振片与入射光方向成一定角度。
- 光强计算:利用马吕斯定律分步计算两次透过的光强,结合三角函数关系求极值。
破题关键:
- 第一块偏振片角度θ的选择:需保证两次偏振后振动方向垂直于原方向。
- 极值条件:通过求导找到光强最大时的角度θ。
第(1)题
放置方式:
- 第一块偏振片P₁:与入射光的振动方向成夹角θ。
- 第二块偏振片P₂:与入射光的振动方向垂直(夹角90°)。
原理:
- 入射光通过P₁后,振动方向变为θ角,光强为 $I_1 = I_0 \cos^2\theta$。
- 通过P₂时,振动方向与P₂方向夹角为 $90^\circ - \theta$,光强为 $I_2 = I_1 \cos^2(90^\circ - \theta) = I_0 \cos^2\theta \sin^2\theta$。
第(2)题
光强最大值:
- 表达式化简:
$I_2 = \frac{I_0}{4} \sin^2(2\theta)$ - 求极值:
对θ求导并令导数为0,得 $\sin2\theta \cos2\theta = 0$,解得 $2\theta = 90^\circ$,即 $\theta = 45^\circ$。 - 最大光强:
代入 $\theta = 45^\circ$,得 $I_2 = \frac{I_0}{4}$。