题目
强度为 的自然光,经过两块互相迭合的偏振片后,光强为 ,则这两块偏振片的偏振化方向夹角是A. ;B. ;C. ;
强度为 的自然光,经过两块互相迭合的偏振片后,光强为 ,则这两块偏振片的偏振化方向夹角是
- A. ;
- B. ;
- C. ;
题目解答
答案
A,B,C
解析
本题考查马吕斯定律以及自然光通过偏振片的光强变化规律。解题思路如下:
- 首先明确自然光通过第一个偏振片后的光强变化情况。自然光包含各个方向的光振动,当自然光通过偏振片时,只有沿偏振片偏振化方向的光振动能够通过,所以自然光通过第一个偏振片后,光强变为原来的一半。
- 然后根据马吕斯定律计算通过第二个偏振片后的光强。马吕斯定律指出,强度为$I_1$的线偏振光,透过检偏器后,透射光的强度$I_2$为$I_2 = I_1\cos^{2}\theta$,其中$\theta$为起偏器和检偏器的偏振化方向之间的夹角。
- 最后结合已知条件列出方程求解夹角$\theta$。
设自然光的强度为$I_0$,经过第一个偏振片后,光强变为$I_1=\frac{I_0}{2}$。
设两块偏振片的偏振化方向夹角为$\theta$,根据马吕斯定律,经过第二个偏振片后光强$I = I_1\cos^{2}\theta$,将$I_1=\frac{I_0}{2}$代入可得$I=\frac{I_0}{2}\cos^{2}\theta$。
已知经过两块偏振片后光强为$\frac{I_0}{8}$,则$\frac{I_0}{8}=\frac{I_0}{2}\cos^{2}\theta$。
方程两边同时除以$I_0$($I_0\neq0$),得到$\frac{1}{8}=\frac{1}{2}\cos^{2}\theta$。
进一步化简可得$\cos^{2}\theta=\frac{1}{4}$,则$\cos\theta=\pm\frac{1}{2}$。
当$\cos\theta=\frac{1}{2}$时,$\theta = 60^{\circ}$;当$\cos\theta=-\frac{1}{2}$时,$\theta = 120^{\circ}$。