第十三章第六節(jié) 光的偏振 基礎夯實 一、選擇題(13題為單選題，4、5題為多選題)1關于自然光和偏振光，以下說法正確的是(B)A自然光包含著垂直于傳播方向上沿一切方向振動的光，但是沿各個方向振動的光波的強度可以不相同B偏振光是在垂直于傳播方向上，只沿著某一特定方向振動的光C自然光透過一個偏振片后就成為偏振光，偏振光經過一個偏振片后又還原為自然光D晚上月亮光是自然光解析：光源發(fā)出的光，沿著各個方向振動的光的強度都相同的光，叫作自然光。沿某個特定方向振動的光叫作偏振光，故A錯B對。偏振光不能通過偏振片還原為自然光，C錯；月亮光是偏振光，D錯。2(徐州市2016年高二下學期期末)如圖所示，兩光屏間放有兩個透振方向相互平行的偏振片，現(xiàn)讓太陽光沿軸線通過光屏M上的小孔照射到偏振片P上，再通過偏振片Q?，F(xiàn)以光的傳播方向為軸使偏振片P由圖示位置旋轉90度，下列說法正確的是(D)AMN間為偏振光BPQ間為自然光CPQ間的光線亮度逐漸變暗D光屏N上的亮線逐漸變暗解析：MP間為自然光，PN間為偏振光，故A、B錯；PQ間亮度不變，光屏上亮度逐漸變暗，故C錯D正確。3在拍攝日落時水面下的景物時，應在照相機鏡頭前裝一個偏振片，其目的是(A)A減弱反射光，從而使景物的像清晰B增強反射光，從而使景物的像清晰C增強透射光，從而使景物的像清晰D減弱透射光，從而使景物的像清晰解析：由于反射光的干擾，景物的像常常比較模糊，裝上偏振片的目的是減弱反射光，且透振方向與反射光的振動方向垂直，但不能增強透射光。4如圖所示，一束自然光通過起偏器照射到光屏上，則圖中光屏上發(fā)亮的有(起偏器上用箭頭表示其透射方向)(ABD)解析：自然光通過起偏器后成為偏振光，當偏振光的振動方向與起偏器的透振方向平行時能夠通過，否則不能通過，所以A、B、D正確。5關于波動，下列說法正確的是(BD)A各種波均會發(fā)生偏振現(xiàn)象B用白光做單縫衍射與雙縫干涉實驗，均可看到彩色條紋C聲波傳播過程中，介質中質點的運動速度等于聲波的傳播速度D已知地震波的縱波波速大于橫波波速，此性質可用于橫波的預警解析：只有橫波才能發(fā)生偏振現(xiàn)象，A錯。白光又是復色光，做單縫衍射和雙縫干涉均能看到彩色條紋，B對。波在傳播過程中的傳播速度與介質運動速度是兩回事，二者沒有可比性，C錯。在同一介質中，縱波傳播速度大于橫波的傳播速度，D正確。二、非選擇題6將手電筒射出的光照到平面鏡上，發(fā)生反射后，再用偏振片觀察反射光，發(fā)現(xiàn)旋轉偏振片時有什么現(xiàn)象？說明什么？答案：當旋轉偏振片時，觀察到旋轉偏振片時亮度變化，說明反射光是偏振光。7如圖所示，楊氏雙縫實驗中，下述情況能否看到干涉條紋？簡單說明理由。(1)在單色自然光源S后加一偏振片P。(2)在(1)情況下，再加P1、P2，P1與P2透射光方向垂直。答案：(1)能。到達S1、S2的光是從同一線偏振光分解出來的，它們滿足相干條件，能看到干涉條紋，且由于線偏振片很薄，對路程差的影響可忽略，干涉條紋的位置與間距和沒有P時基本一致，只是強度由于偏振片的吸收作用而減弱。(2)不能。由于從P1、P2射出的光方向相互垂直，不滿足干涉條件，故光屏E被均勻照亮，但無干涉現(xiàn)象。 能力提升 一、選擇題(1題為單選題，24題為多選題)1光的偏振現(xiàn)象說明光是橫波，下列現(xiàn)象中不能反映光的偏振特性的是(D)A一束自然光相繼通過兩個偏振片，以光束為軸旋轉其中一個偏振片，透射光的強度發(fā)生變化B一束自然光入射到兩種介質的分界面上，當反射光線與折射光線之間的夾角恰好是90時，反射光是偏振光C日落時分，拍攝水面下的景物，在照相機鏡頭前裝上偏振濾光片可以使景像更清晰D通過手指間的縫隙觀察日光燈，可以看到彩色條紋解析：通過手指的縫隙觀察日光燈，看到彩色條紋是光的衍射現(xiàn)象。其余各項均是光的偏振現(xiàn)象，故選D。2“假奶粉事件”曾經鬧得沸沸揚揚，奶粉的碳水化合物(糖)的含量是一個重要指標，可以用“旋光法”來測量糖溶液的濃度，從而鑒定糖量。偏振光通過糖水溶液后，偏振方向會相對于傳播方向向左或向右旋轉一個角度，這一角度稱為“旋光度”，的值只與糖溶液的濃度有關，將的測量值與標度值相比較，就能確定被測樣品的含糖量了，如圖所示，S是自然光源，A、B是偏振片，轉動B，使到達O處的光最強，最后將被測樣品P置于A、B之間，則下列說法中正確的是(ACD)A到達O處光的強度會明顯減弱B到達O處光的強度不會明顯減弱C將偏振片B轉動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片B轉過的角度等于D將偏振片A轉動一個角度，使得O處光強度最大，偏振片A轉過的角度等于解析：A、B之間不放糖溶液時，自然光通過偏振片A后，變成偏振光，通過B后到O。當在A、B間放糖溶液時，由于溶液的旋光作用，使通過A的偏振光振動方向轉動了一定角度，到達O處的光強會明顯減弱；但當B轉過一個角度，恰好使透振方向與經過糖溶液后的偏振光振動方向一致時，O處光強又為最強，故B的旋轉角度即為糖溶液的旋光度；因為A、B的偏振方向一致，故轉動偏振片A也可以。3如圖所示，一玻璃柱體的橫截面為半圓形，讓太陽光或白熾燈光通過狹縫S形成細光束從空氣射向柱體的O點(半圓的圓心)，產生反射光束1和透射光束2?，F(xiàn)保持入射光不變，將半圓柱繞通過O點垂直于紙面的軸線轉動，使反射光束1和透射光束2恰好垂直。在入射光線的方向上加偏振片P，偏振片與入射光線垂直，其透振方向在紙面內，這時看到的現(xiàn)象是(AD)A反射光束1消失B透射光束2消失C反射光束1和透射光束2都消失D偏振片P以入射光線 為軸旋轉90角，透射光束2消失解析：自然光射到界面上，當反射光與折射光垂直時，反射光和折射光的偏振方向相互垂直，且反射光的偏振方向與紙面垂直，折射光的透振方向與紙面平行，因此當在入射光線方向垂直放上透振方向在紙面內的偏振片P時，因垂直于紙面無光；反射光束1消失，A正確，B，C均錯誤；偏振片轉動90，平行于紙面內的光消失，則透射光束2消失，D正確。4(重慶八中2017年高二下學期期末)如圖所示是一種利用溫度敏感光纖測量物體溫度的裝置，一束偏振光射入光纖，由于溫度的變化，光纖的長度、芯徑、折射率發(fā)生變化，從而使偏振光的偏振方向發(fā)生變化，光接收器接收的光強度就會變化。關于這種溫度計的工作原理，正確的說法是(AC)A到達檢偏器的光的偏振方向變化越大，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越大B到達檢偏器的光的偏振方向變化越小，光接收器所接收的光強度就會越小，表示溫度變化越小C到達檢偏器的光的偏振方向變化越小，光接收器所接收的光強度就會越大，表示溫度變化越小D到達檢偏器的光的偏振方向變化越大，光接收器所接收的光強度就會越大，表示溫度變化越大解析：溫度變化越大，光纖的各個物理參量變化越大，光的偏振方向變化越大，光接收器接收的光強度會越小。二、非選擇題5一束光由真空入射到平面玻璃上，當其折射角為30時，反射光恰好發(fā)生完全偏振(反射光線與折射光線垂直)，由此可以計算出玻璃的折射率是多少？此時的入射角稱為起偏角，也叫布儒斯特角，試求折射率為n的介質的布儒斯特角的通用表達式。答案：1arctann解析：光由空氣進入玻璃，光路圖如圖所示，根據折射定律可得n，而1290所以ncot2由題意知230ncot30所求的布儒斯特角為1，所以由ntan1可得表達式為1arctann6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375