物理光学第八章答案.ppt

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=1.4864 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（=0.5m，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 光在第二个面上分开的距离是 2.5mm，no＝1.525，ne＝1.479，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，而且是左旋的问石英应多厚？如何放置（=0.5893m，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02)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I0/42)全波片的相位差为,因此,所有位置上光强均为023(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=0.583m时，视场全暗；然后改变光的波长，当2=0.554m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,。