Модуль 2 волновая и квантовая оптика задачи и тесты на первую контрольную и экзамен по поляризации света

Т ЕСТЫ

1. Рассмотрите рисунок.

На первый поляризатор падает естественный свет интенcивности . Направление пропускания поляризаторов взаимоперпендикулярны.

После прохождения двух поляризаторов интенсивность света I равна:

1) ; 2) ;

3) ; 4)

2 . Рассмотрите рисунок. На первый поляризатор падает естественный свет интенcивности . Найдите правильные утверждения:

1) Интенсивность света на выходе из первого поляризатора (Р) равна ;

2) Интенсивность света на выходе из первого поляризатора (р) равна ;

3) Интенсивность света на выходе из второго поляризатора (А) равна ;

4) Интенсивность света на выходе из второго поляризатора (а) равна .

3. Степень поляризации для плоскополяризованного света равна:

1). . 2). . 3). . 4).

4. Степень поляризации для естественного света равна:

1). . 2). . 3). . 4).

5 . (СМ. УКАЗАНИЕ НИЖЕ) При падении света из воздуха на диэлектрик отраженный свет полностью поляризован. Угол преломления равен 30^о. Тогда показатель преломления диэлектрика равен

1)

2)

3) 1,5

4)2,0

Указание см. Материал лекции (модуль 2. Тема 3. ) Поляризация света при отражении и преломлении. Закон Брюстера

Пусть плоская световая волна падает на границу раздела двух оптических немагнитных сред с показателями преломления и (рис.1).

Д

ля напряженностей электрического и магнитного полей должны выполняться граничные условия

, (1)

где индекс  относится к тангенциальным (параллельным границе) составляющим напряженностей. Кроме того, уравнения Максвелла дают общее выражение, связывающее напряженности электрического и магнитного полей в плоской волне.

(свойство синфазности колебаний и ) (2)

Н

а рис.1. показаны схемы отражения и преломления линейно поляризованных волн от границы раздела двух оптических сред. Для напряженностей электрического поля волн, отражённых от границы раздела сред, справедливы соотношения (формулы Френеля):

(3)

Формулы (3) следуют из граничных условий (1) с учетом (2) и закона преломления .

Интенсивность I пропорциональна среднему значению квадрата напряженности . Возводя в квадрат соотношения (3) и усредняя, можно записать формулы Френеля для интенсивностей отраженного и преломленного света.

Из (3) следует, что плоско-поляризованная волна, в которой напряжённость электромагнитного поля колеблется в плоскости падения, не отражается от границы раздела оптических сред, если , так как (рис. 2). Угол падения в этом случае называется углом Брюстера. Из закона преломления следует: , или

(4)

Основные закономерности, вытекающие из формул Френеля:

1 . Закон Брюстера. Если на границу раздела двух оптических сред падает естественный свет под углом Брюстера, когда , , то отраженный свет полностью поляризован так, что колебания напряженности электрического поля происходят перпендикулярно плоскости падения. Преломленный свет оказывается частично поляризованным. Угол между отраженным и преломленным лучом составляет /2, то есть (рис.2).