2.7. Поляризация света

1. Плоская монохроматическая волна естественного света с интенсивностью I₀ падает нормально на круглое отверстие, которое представляет собой первую зону Френеля для точки наблюдения Р. Определить интенсивность света в точке Р, если отверстие перекрыть двумя одинаковыми поляризаторами, плоскости пропускания которых взаимно перпендикулярны, а граница их раздела проходит: а) по диаметру отверстия; б) по окружности, ограничивающей первую половину зоны Френеля.

2. Линейно поляризованный световой пучок падает на поляризатор, вращающийся вокруг оси пучка с угловой скоростью =21 рад/с. Определить световую энергию, проходящую через поляризатор за один оборот, если поток энергии в падающем пучке Ф₀=4,0 мВт.

3. При падении естественного света на некоторый поляризатор проходит 30% светового потока, а через два таких поляризатора 13,5%. Найти угол  между плоскостями пропускания этих поляризаторов.

4. Степень поляризации частично поляризованного света Р=0,25. Определить отношение интенсивности поляризованной составляющей этого света к интенсивности естественной составляющей.

5. На пути частично поляризованного света поместили николь. При повороте николя на угол 60⁰ из положения, соответствующего максимальному пропусканию света, интенсивность прошедшего света уменьшилась в 3 раза. Найти степень поляризации света.

6. Два николя расположены так, что угол между из плоскостями пропускания равен 60⁰. Во сколько раз уменьшится интенсивность света при прохождении через один николь? Во сколько раз уменьшится интенсивность света при прохождении через оба николя? При прохождении каждого николя потери на отражение и поглощение составляют 5%.

7. Степень поляризации частично поляризованного света равна 0,5. Во сколько раз отличается максимальная интенсивность света, пропускаемого через анализатор, от минимального?

8. Во сколько раз ослабляется интенсивность света, проходящего через два николя, плоскости пропускания которых образуют угол 30⁰, если в каждом из николей в отдельности теряется 10% интенсивности падающего на него света?

9. Анализатор в 2 раза уменьшает интенсивность света, приходящего к нему от поляризатора. Определить угол между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора. Потерями интенсивности света в анализаторе пренебречь.

10. Угол между плоскостями пропускания поляризатора и анализатора равен 45⁰. Во сколько раз уменьшится интенсивность света, выходящего из анализатора, если угол увеличить до 60⁰?

11. На николь падает частично поляризованный свет. При некотором положении николя интенсивность света, прошедшего через него, стала минимальной. Когда плоскость пропускания николя повернули на угол 45⁰, интенсивность света возросла в 1,5 раза. Определить степень поляризации света.

12. Пучок естественного света падает на пластину из 6 николей, плоскость пропускания каждого из которых повернута на угол 30⁰ относительно плоскости пропускания предыдущего николя. Какая часть светового потока проходит через эту систему?

13. Предельный угол полного внутреннего отражения пучка света на границе жидкости с воздухом равен 43⁰. Определить угол Брюстера при падении луча из воздуха на поверхность этой жидкости.

14. На какой угловой высоте над горизонтом должно быть Солнце, чтобы солнечный свет, отраженный от поверхности воды, был полностью поляризован.

15. Пучок естественного света, идущий в воде, отражается от грани алмаза (n_ал=2,42), погруженного в воду (п_в=1,5). При каком угле падения отраженный луч полностью поляризован?

16. Пучок света, идущий в воздухе, падает на поверхность жидкости под углом 54⁰. Определить угол преломления пучка, если отраженный луч полностью поляризован.

17. Пучок естественного света падает на поляризованную поверхность стеклянной пластины, погруженной в жидкость. Отраженный от плоскости пучок света составляет угол 97⁰ с падающим пучком. Определить показатель преломления жидкости, если отраженный свет полностью поляризован.

18. Естественный свет пропускают через два одинаковых поставленных один за другим несовершенных поляризатора. Интенсивность прошедшего через эту систему света при параллельных плоскостях поляризаторов (I_н) превышает интенсивность при взаимно перпендикулярных плоскостях (I_) в 9,53 раза. Определить: а) степень поляризации света, прошедшего только через один из поляризаторов; б) степень поляризации, обуславливаемую системой при параллельных плоскостях поляризаторов.

19. Чему равен угол между главными плоскостями двух николей, если после прохождения через них интенсивность лазерного луча уменьшилась в 3 раза?

20. Естественный свет с интенсивностью I₀ падает на вход устройства, состоящего из двух скрещенных поляроидов. Какова интенсивность света, прошедшего через систему, если между поляроидами поместить третий поляроид, ось которого составляет с осью первого угол ?

21. Угол между плоскостями поляризатора и анализатора 60⁰. Естественный свет, проходя через такую систему, ослабляется в 10 раз. Пренебрегая потерей света при отражении, определить коэффициент поглощения в поляроидах.

22. Чему равен угол между главными плоскостями двух николей, если после прохождения через них света его интенсивность уменьшилась в 6 раз?

23. Поглощение света в николе таково, что наибольшая сила поляризованного света, прошедшего через николь, равна 95% падающего на него поляризованного света. Во сколько раз уменьшится интенсивность естественного луча после прохождения двух николей, оси которых составляют угол 40⁰?

24. Естественный свет проходит через систему из двух одинаковых поляризаторов, угол между главными плоскостями которых равен 60⁰. Определить коэффициент поглощения света в каждом поляризаторе, если известно, что интенсивность света, прошедшего систему, уменьшается в 32 раза.

25. Угол полной поляризации при отражении света от кристалла равен 70⁰. Определить скорость распространения света в этом кристалле.

26. Под каким углом должен падать пучок света из воздуха на поверхность жидкости, чтобы при отражении от дна стеклянного сосуда (n_с=1,5), наполненного водой (n_в=1,33), свет был полностью поляризован.

27. Луч света, падающий на поверхность раствора, частично отражается, частично преломляется. Определить показатель преломления раствора, если отраженный луч полностью поляризуется при угле преломления, равном 30⁰.

28. Пластина кварца толщиной 2 мм, вырезанная перпендикулярно оптической оси кристалла, поворачивает плоскость поляризации монохроматического света определенной длины волны на угол 30⁰. Определить толщину кварцевой пластинки, помещенной между параллельными николями, чтобы данный монохроматический свет гасился полностью.

29. Пластинка кварца толщиной 3 мм (удельное вращение 15 град/мин), вырезанная перпендикулярно оптической оси, помещена между двумя скрещенными николями. Пренебрегая в николях потерями света, определить, во сколько раз уменьшится интенсивность света, прошедшего эту систему.

30. Определить массовую концентрацию сахарного раствора, если при прохождении света через трубку длиной =206 см с этим раствором плоскость поляризации света поворачивается на угол 10⁰. Удельное вращение сахара равно 1,17·10^-2 рад м²/кг (1⁰=1,75·10^-2 рад).