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类型物理光学第八章答案.ppt

  • 上传人:dreamzhangning
  • 文档编号:3363125
  • 上传时间:2018-10-18
  • 格式:PPT
  • 页数:25
  • 大小:330KB
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    物理光学第八章答案.ppt
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    1、,1(P265) 在各向异性介质中,沿同一波法线方向传播的光波有几种偏振态?它们的D、E、k、s矢量间有什么关系?,5(P265) 一束钠黄光以 500 角方向入射到方解石晶体上,设光轴与晶体表面平行,并垂直与入射面。问在晶体中o 光和 e 光夹角为多少(对于钠黄光,方解石的主折射率no=1.6584,ne=1.4864)。,解: 对于单轴晶体内传播的 o 光和 e 光均满足折射定律:,对于 o 光:,对于 e 光:,由于光在垂直于光轴的平面内传播,在晶体中 o 光和e 光的光线方向与波法线方向不分离。所以两折射光 之间的夹角为:,6 (P265)设有主折射率 no=1.5246,ne=1.4

    2、864 的晶体,光轴方向与通光面法线成 450,如图所示。现有一自然光垂直入射晶体,求在晶体中传播的 o、e 光光线方向,二光夹角 以及它们从晶体后表面出射时的相位差(=0.5m,晶体厚度d=2cm。),光轴,解:平面光波正入射,光轴在入射面内,且与晶面斜交所以 o 光和 e 光的波法线相同,但 o 光和 e 光光线方向不同。,o,e,又因为neno,故 e 光比 o 光远离光轴,且 o 光沿其波法线方向传播。,晶体中出射的 e 光与 o 光的相位差:,又因为:,所以:,7(P265) 一细光束掠入射单轴晶体,晶体的光轴与入射面垂直,晶体的另一面与折射表面平行。实验测得 o、e 光在第二个面上

    3、分开的距离是 2.5mm,no1.525,ne1.479,计算晶体的厚度。,解:由折射定律可得,10(P266) 为使单轴晶体中的 o、e 折射光线的分离角度最大,在正入射的情况下,晶体应如何切割?,当k 与光轴间的夹角 满足,时,有最大离散角,12(P266) 一块负单轴晶体按图方式切割。一束单色自然光从左方通光面正入射,经两个 450 斜面全内反射后从右方通光面射出。设晶体主折射率为 no、ne,试计算 o、e 光线经第一个 450 反射面反射后与光轴的夹角。画出光路并标上振动方向。,解:自然光正入射到晶体之后反射之前,o光和e光不分开,但是速度不相等,其折射率分别为no和ne。对于o光而

    4、言折射率不变,因此反射光波矢和光线均平行于光轴传播。,e光的折射率为,对于e光而言折射率有变化(nenno),因此波矢方向不平行光轴,设其夹角为 由,反射定律可得,上述两式消去n后整理得,e光线与光轴的夹角为,13(P266) 如图所示,方解石渥拉斯顿棱角的顶点=150 时,两出射光的夹角为多少? (no=1.6584,ne=1.4864),解:由折射定律可得,再考虑两条光线在最后界面的折射情形。根据几何关系,此时它们的入射角分别为,同样,根据折射定律分别算出两个折射角,进而可得两光线夹角为,18(P267)用一石英薄片产生一束椭圆偏振光,要使椭圆的长轴或短轴在光轴方向,长短轴之比为2:1,而

    5、且是左旋的。问石英应多厚?如何放置(=0.5893m,no=1.5442,ne=1.5533),解:透过石英晶体之后两束光的相位差为,左旋椭圆偏振光满足的条件为,因此,石英厚度应为,放置角度为,时,20(P267)一块厚度为0.04mm的方解石晶片,其光轴平行于表面,将它插入正交偏振片之间,且使主截面与第一个偏振片的透振方向成( 00、900)角。试问哪些光不能透过该装置。 (no=1.6584,ne=1.4864),解:满足如下条件的光不能透过,故,由于是可见光范围,因此,22(P267)在两个正交偏振器之间插入一块1/2波片,强度为I0的单色光通过这一系统。如果将波片绕光的传播方向旋转一周

    6、。问: (1)将看到几个光强的极大和极小值,相应的波片方位及光强数值; (2)用1/4波片和全波片替代1/2波片,又如何。,解:,故,有极大值,有极小值,(1)当=/4、3/4、5/4、7/4时,看到4个极大值;当=0、/2、3/2时,看到4个极小值;极大时的光强为I0/2;极大时的光强为0。,(2)1/4波片的相位差为,因此,其它与1/2相同,只是最大光强变为I0/4。,(2)全波片的相位差为,因此,所有位置上光强均为0。,23(P267)在两个偏振面正交放置的偏振器之间,平行放一厚0.913mm的石膏片。当1=0.583m时,视场全暗;然后改变光的波长,当2=0.554m时,视场又一次全暗。假设沿快、慢轴方向的折射率差在这个波段范围内与波长无关,试求这个折射率差。,解:满足如下条件的光不能透过,因此,可得,

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