题目
当一束自然光以布儒斯特角入射到两种媒质的分界面上时,就偏振状态来说反射光为 __________ 光,其振动方向__________ 于入射面 .
当一束自然光以布儒斯特角入射到两种媒质的分界面上时,就偏振状态来说反射光为 __________ 光,其振动方向__________ 于入射面 .
题目解答
答案
(1)当自然光以布儒斯特角入射到两种媒质的分界面上时,反射光为完全偏振光。这是布儒斯特角的一个重要性质,即使入射光为自然光,反射光也会变为完全偏振光。
(2)关于反射光的振动方向,我们知道偏振光的电磁场振动方向是在光传播平面内的,而在布儒斯特角入射的情况下,反射光和折射光的传播方向在同一平面内,这个平面就是入射面。因此,反射光的振动方向与入射面垂直。
故本题的答案是:
当自然光以布儒斯特角入射到两种媒质的分界面上时,反射光为完全偏振光,其振动方向垂直于入射面。
解析
本题考查布儒斯特角的光学特性,核心在于理解自然光在布儒斯特角入射时的反射光偏振状态及其振动方向。关键点包括:
- 布儒斯特角的定义:当入射角满足特定条件时,反射光与折射光的振动方向垂直。
- 反射光的偏振性质:此时反射光变为完全偏振光,其振动方向与入射面垂直。
第一空:反射光的偏振状态
当自然光以布儒斯特角入射时,入射光的电场可分解为平行于入射面(TE波)和垂直于入射面(TM波)的两个分量。此时:
- TE波的反射系数为0,导致平行分量完全消失。
- TM波的反射系数达到最大值,仅垂直分量保留。
因此,反射光仅包含垂直于入射面的偏振分量,成为完全偏振光。
第二空:振动方向与入射面的关系
入射面是入射光、反射光和折射光所在平面。由于反射光的偏振方向垂直于入射面(即沿入射面法线方向),因此其振动方向与入射面垂直。