题目
一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图),入射角等于布儒斯特角i0,则在界面2的反射光( )。io!-|||-21A、光强为零B、是完全偏振光,且光矢量的振动方向垂直于入射面C、是完全偏振光,且光矢量的振动方向平行于入射面D、是部分偏振光
一束自然光自空气射向一块平板玻璃(如图),入射角等于布儒斯特角i0,则在界面2的反射光( )。
A、光强为零
B、是完全偏振光,且光矢量的振动方向垂直于入射面
C、是完全偏振光,且光矢量的振动方向平行于入射面
D、是部分偏振光
题目解答
答案
B. 是完全偏振光,且光矢量的振动方向垂直于入射面
解析
本题考查布儒斯特角现象及反射光偏振性质的判断。关键点在于:
- 布儒斯特角的定义:当入射角满足$\tan i_0 = \frac{n_2}{n_1}$时,反射光为完全偏振光,且振动方向垂直于入射面。
- 两次反射路径:自然光先在空气-玻璃界面(界面1)反射,再由玻璃-空气界面(界面2)反射。需分析两次反射的偏振特性。
- 入射角关系:界面1的入射角为布儒斯特角$i_0$,折射进入玻璃的光在界面2的入射角等于折射角$r_1$,需判断$r_1$是否等于玻璃到空气的布儒斯特角。
界面1的反射分析
- 入射角$i_0$为空气到玻璃的布儒斯特角,即$\tan i_0 = \frac{n_{\text{玻璃}}}{n_{\text{空气}}} = 1.5$。
- 此时界面1的反射光是完全偏振光,振动方向垂直于入射面。
界面2的反射分析
- 折射角计算:由折射定律$\frac{\sin i_0}{\sin r_1} = \frac{n_{\text{玻璃}}}{n_{\text{空气}}}$,得$r_1 \approx 33.7^\circ$。
- 玻璃到空气的布儒斯特角:$\tan i_0' = \frac{n_{\text{空气}}}{n_{\text{玻璃}}} \approx 0.666$,对应$i_0' \approx 33.7^\circ$。
- 入射角匹配:界面2的入射角$r_1 \approx i_0'$,满足布儒斯特角条件。
- 反射光性质:界面2的反射光为完全偏振光,振动方向垂直于入射面。