题目
两个偏振片P 1 、P 2 叠放在一起,其偏振化方向之间的夹角为30°,一束强度为I 0 的光垂直入射到偏振片上,已知该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成,现测得透过偏振片P 2 与P 1 后的出射光强与入射光强之比为9/16,试求入射光中线偏振光的光矢量的振动方向(以P 1 的偏振化方向为基准)。
两个偏振片P 1 、P 2 叠放在一起,其偏振化方向之间的夹角为30°,一束强度为I 0 的光垂直入射到偏振片上,已知该入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成,现测得透过偏振片P 2 与P 1 后的出射光强与入射光强之比为9/16,试求入射光中线偏振光的光矢量的振动方向(以P 1 的偏振化方向为基准)。
题目解答
答案
答案解析
正确答案:
设入射光中线偏振光光矢量方向与P1的偏振化方向的夹角为θ,透过P1的光强为透过P2的光强为I1=(1/2)(I0/2)+(I0/2)cos2θ=(I0/2)(1/2+cos2θ)因I2/I0=9/16,有I2=I1cos230°=(3I0/8)(1/2+cos2θ)=I09/161/2+cos2θ=3/2cos2θ=1所以θ=0即入射光中线偏振光光矢量方向与偏振片P1的偏振化方向平行。
解析:
暂无解析
解析
步骤 1:确定入射光的组成
入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成,因此入射光的强度为I_0,其中自然光的强度为I_0/2,线偏振光的强度也为I_0/2。
步骤 2:计算透过P1的光强
自然光透过P1后的光强为I_0/4,线偏振光透过P1后的光强为I_0/2 * cos^2(θ),其中θ为线偏振光的光矢量方向与P1的偏振化方向之间的夹角。因此,透过P1的总光强为I_1 = I_0/4 + I_0/2 * cos^2(θ)。
步骤 3:计算透过P2的光强
透过P1的光强为I_1,透过P2的光强为I_2 = I_1 * cos^2(30°)。根据题意,I_2/I_0 = 9/16,因此有I_2 = I_0 * 9/16。
步骤 4:求解θ
将步骤2和步骤3中的表达式代入I_2 = I_0 * 9/16,得到I_0/4 + I_0/2 * cos^2(θ) * cos^2(30°) = I_0 * 9/16。化简后得到cos^2(θ) = 1,因此θ = 0°。
入射光由强度相同的自然光和线偏振光混合而成,因此入射光的强度为I_0,其中自然光的强度为I_0/2,线偏振光的强度也为I_0/2。
步骤 2:计算透过P1的光强
自然光透过P1后的光强为I_0/4,线偏振光透过P1后的光强为I_0/2 * cos^2(θ),其中θ为线偏振光的光矢量方向与P1的偏振化方向之间的夹角。因此,透过P1的总光强为I_1 = I_0/4 + I_0/2 * cos^2(θ)。
步骤 3:计算透过P2的光强
透过P1的光强为I_1,透过P2的光强为I_2 = I_1 * cos^2(30°)。根据题意,I_2/I_0 = 9/16,因此有I_2 = I_0 * 9/16。
步骤 4:求解θ
将步骤2和步骤3中的表达式代入I_2 = I_0 * 9/16,得到I_0/4 + I_0/2 * cos^2(θ) * cos^2(30°) = I_0 * 9/16。化简后得到cos^2(θ) = 1,因此θ = 0°。