题目
一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片,若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5倍,那么入射光束中自然光和线偏振光的光强比值为()。
一束光是自然光和线偏振光的混合光,让它垂直通过一偏振片,若以此入射光束为轴旋转偏振片,测得透射光强度最大值是最小值的5倍,那么入射光束中自然光和线偏振光的光强比值为()。
题目解答
答案
1:2
解析
本题考查光的偏振以及光强的计算,解题思路是先分别计算自然光和线偏振光通过偏振片后的光强,再根据已知条件建立等式求解自然光和线偏振光的光强比值。
设入射光束中自然光的光强为$I_1$,线偏振光的光强为$I_2$。
- 自然光通过偏振片后,无论偏振片如何旋转,透射光强始终为自然光光强的一半,即$\frac{I_1}{2}$。
- 线偏振光通过偏振片后,当线偏振光的偏振方向与偏振片的偏振方向一致时,透射光强最大,为$I_2$;当线偏振光的偏振方向与偏振片的偏振方向垂直时,透射光强最小,为$0$。
已知透射光强度最大值是最小值的$5$倍,即$\frac{I_1}{2}+I_2 = 5\times0$(这里最大值是自然光和线偏振光透射光强之和,最小值是线偏振光透射光强为$0$时),化简可得$\fracfrac{I_1}{2}+I_2 = 0$,进一步变形为$I_1 + 2I_2 = = 0$,移项得到$I_1 = - 2I_2$,由于光强不能为负负,所以取绝对值,得到$\frac{I_11}{I_2}=\frac{1}{2}$。