题目
两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线通过.当其中一偏振片慢慢转动180°时透射光强度发生的变化为:( )A. 光强单调增加.B. 光强先增加,后又减小至零.C. 光强先增加,后减小,再增加.D. 光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零.
两偏振片堆叠在一起,一束自然光垂直入射其上时没有光线通过.当其中一偏振片慢慢转动180°时透射光强度发生的变化为:( )
A. 光强单调增加.
B. 光强先增加,后又减小至零.
C. 光强先增加,后减小,再增加.
D. 光强先增加,然后减小,再增加,再减小至零.
题目解答
答案
B. 光强先增加,后又减小至零.
解析
考查要点:本题主要考查偏振片的叠加原理及马吕斯定律的应用,重点理解偏振片旋转过程中透射光强度的变化规律。
解题核心思路:
- 初始状态分析:两偏振片垂直时无光透过,说明初始夹角为$90^\circ$。
- 旋转过程分析:当偏振片旋转时,两偏振片的夹角$\theta$逐渐变化,透射光强度由$I = I_0 \cos^2\theta$决定。
- 关键规律:透射光强度随$\cos^2\theta$变化,需关注$\theta$从$90^\circ$到$270^\circ$时$\cos^2\theta$的周期性规律。
破题关键点:
- 马吕斯定律是核心公式,需明确夹角$\theta$的动态变化。
- 周期性分析:$\cos^2\theta$的周期为$180^\circ$,但实际旋转$180^\circ$时,夹角从$90^\circ$到$270^\circ$,对应强度先增后减。
初始状态
两偏振片垂直(夹角$\theta = 90^\circ$),透射光强度$I = I_0 \cos^2 90^\circ = 0$,符合题意。
旋转过程分析
假设转动第二个偏振片,夹角$\theta$从$90^\circ$逐渐增加到$270^\circ$(转动$180^\circ$)。根据马吕斯定律:
$I = I_0 \cos^2\theta$
关键节点
- $\theta = 90^\circ$:初始状态,$I = 0$。
- $\theta = 180^\circ$:$\cos^2 180^\circ = 1$,透射光强度达到最大值$I_0$。
- $\theta = 270^\circ$:$\cos^2 270^\circ = 0$,透射光强度再次为$0$。
强度变化趋势
- 从$90^\circ$到$180^\circ$:$\cos^2\theta$逐渐增大,光强单调增加。
- 从$180^\circ$到$270^\circ$:$\cos^2\theta$逐渐减小,光强单调减少至零。