物理光學(xué)第八章答案

1(P265)在各向異性介質(zhì)中，沿同一波法線方向傳播的光波有幾種偏振態(tài)?它們的D、E、k、s矢量間有什么關(guān)系?ks's''D''E''D'E''''

5(P265)一束鈉黃光以500角方向入射到方解石晶體上，設(shè)光軸與晶體表面平行，并垂直與入射面。問(wèn)在晶體中o光和e光夾角為多少(對(duì)于鈉黃光，方解石的主折射率no=1.6584，ne=1.4864)。

光軸eo解:對(duì)于單軸晶體內(nèi)傳播的o光和e光均滿足折射定律：對(duì)于o光：

對(duì)于e光：

由于光在垂直于光軸的平面內(nèi)傳播，在晶體中o光和

e光的光線方向與波法線方向不分離。所以兩折射光之間的夾角為：

6(P265)設(shè)有主折射率no=1.5246，ne=1.4864的晶體，光軸方向與通光面法線成450，如圖所示?，F(xiàn)有一自然光垂直入射晶體，求在晶體中傳播的o、e光光線方向，二光夾角以及它們從晶體后表面出射時(shí)的相位差（=0.5m，晶體厚度d=2cm。）光軸解：平面光波正入射，光軸在入射面內(nèi)，且與晶面斜交所以o光和e光的波法線相同，但o光和e光光線方向不同。

oe又因?yàn)閚e<no，故e光比o光遠(yuǎn)離光軸，且o光沿其波法線方向傳播。晶體中出射的e光與o光的相位差：又因?yàn)椋?/p>

所以：

7(P265)一細(xì)光束掠入射單軸晶體，晶體的光軸與入射面垂直，晶體的另一面與折射表面平行。實(shí)驗(yàn)測(cè)得o、e光在第二個(gè)面上分開(kāi)的距離是2.5mm，no＝1.525，ne＝1.479，計(jì)算晶體的厚度。解:由折射定律可得oe10(P266)為使單軸晶體中的o、e折射光線的分離角度最大，在正入射的情況下，晶體應(yīng)如何切割?當(dāng)k與光軸間的夾角

滿足時(shí)，有最大離散角空氣晶體o光e光光軸12(P266)一塊負(fù)單軸晶體按圖方式切割。一束單色自然光從左方通光面正入射，經(jīng)兩個(gè)450斜面全內(nèi)反射后從右方通光面射出。設(shè)晶體主折射率為no、ne,試計(jì)算o、e光線經(jīng)第一個(gè)450反射面反射后與光軸的夾角。畫出光路并標(biāo)上振動(dòng)方向。解:自然光正入射到晶體之后反射之前，o光和e光不分開(kāi)，但是速度不相等，其折射率分別為no和ne。對(duì)于o光而言折射率不變，因此反射光波矢和光線均平行于光軸傳播。oe450e光的折射率為對(duì)于e光而言折射率有變化（ne<n<no)，因此波矢方向不平行光軸，設(shè)其夾角為由，反射定律可得上述兩式消去n后整理得e光線與光軸的夾角為13(P266)如圖所示，方解石渥拉斯頓棱角的頂點(diǎn)=150時(shí),兩出射光的夾角為多少?(no=1.6584，ne=1.4864)解:由折射定律可得再考喉慮兩崗條光笛線在既最后堆界面暖的折安射情靠形。份根據(jù)堂幾何雕關(guān)系全，此時(shí)時(shí)它熊們的擠入射悔角分你別為同樣雄，根貫據(jù)折茫射定塞律分橫別算荷出兩新個(gè)折笨射角進(jìn)而裙可得茂兩光璃線夾揚(yáng)角為18四(P芒26吊7)用一完石英化薄片訓(xùn)產(chǎn)生嗚一束擦橢圓破偏振沈光，蘋要使怨橢圓刷的長(zhǎng)游軸或庭短軸愿在光恥軸方禾向，土長(zhǎng)短漂軸之廟比為2:惑1，而寧且是墓左旋股的。柴問(wèn)石膀英應(yīng)違多厚昆？如鑼何放臘置（=0后.5翼89脈3柴m，no=1壞.5少44眉2，ne=1全.5藝53睬3）解:透過(guò)拋石英高晶體年之后架兩束顫光的菊相位鎮(zhèn)差為左旋辰橢圓客偏振興光滿鎮(zhèn)足的當(dāng)條件呼為因此憲，石若英厚組度應(yīng)膨?yàn)榉胖霉~角度涌為時(shí)20糊(P柜26蓮7)一塊瘡厚度歪為0.指04輸mm的方循解石哥晶片逗，其念光軸牽平行夜于表惜面，摘將它昌插入護(hù)正交景偏振勻片之惕間，關(guān)且使落主截朋面與某第一紙個(gè)偏搬振片綿的透貝振方垃向成(00、900)角。浩試問(wèn)教哪些酬光不何能透規(guī)過(guò)該抓裝置郊。(no=1吉.6材58憶4，ne=1剛.4晚86位4)解:滿足衫如下止條件陪的光加不能即透過(guò)故由于秒是可范見(jiàn)光衫范圍滑，因桑此22袖(P伐26猶7)在兩申個(gè)正穗交偏瘋振器儉之間北插入很一塊1/耀2波片謀，強(qiáng)坊度為I0的單謀色光沿通過(guò)響這一童系統(tǒng)罵。如堆果將玩波片退繞光屬的傳文播方鍛向旋刮轉(zhuǎn)一懼周。伸問(wèn)：（1）將看泥到幾惡個(gè)光直強(qiáng)的字極大豎和極利小值饞，相嘴應(yīng)的域波片驗(yàn)方位域及光把強(qiáng)數(shù)蛛值；（2）用1/耐4波片會(huì)和全寫波片疾替代1/蕩2波片紅，又妨如何夢(mèng)。解：故有極屑大值有極村小值(1問(wèn))當(dāng)=/撐4、3面/4、5廚/4、7胃/4時(shí)，鐵看到4個(gè)極妄大值伐；當(dāng)=0、/2、、3定/2時(shí)，于看到4個(gè)極丹小值怕；極午大時(shí)偵的光車強(qiáng)為I0/2；極駝大時(shí)禍的光任強(qiáng)為0。(2帝)1/傅4波片押的相孫位差爹為因此其它療與1/袖2相同前，只數(shù)是最從大光夢(mèng)強(qiáng)變肌為I0/4。(2嘩)全波寨片的俱相位腸差為因此所有買位置源上光非強(qiáng)均顫為0。23妖(P靠26夠7)在兩況個(gè)偏姥振面糕正交難放置賴的偏挖振器獲之間腦，平侵行放填一厚0.材91夢(mèng)3m賭m的石笑膏片詳。當(dāng)1=0雄.5忽83姓m時(shí)，缺視場(chǎng)暈全暗糊；然演后改蔽變光聾的波監(jiān)長(zhǎng)，住當(dāng)2=0.畢55俗4m