光偏振题目详解：圆偏振与光强比较

第五章光的偏振是光学中的一个重要概念，主要探讨光的振动方向和其性质。在该章节的练习题中，我们遇到几个关键知识点： 1. 光波的偏振状态判断： - 题目给出两列光波E1和E2，它们分别是E1 = A0[excos(wt-kz) + eycos(wt-kz-π/2)]和E2 = A0[exsin(wt-kz) + eysin(wt-kz-π/2)]。通过对这些表达式分析，我们可以看出E1具有左旋圆偏振，因为ex和ey的相位差为π/2，使得电矢量在一个圆周上绕光轴旋转；而E2是右旋圆偏振，因为ex和ey的相位差为π，电矢量也沿相反方向旋转。 2. 偏振片对比亮度： - 当自然光通过两个偏振片，且偏振片透振方向夹角为60°时，若两外表亮度相同，我们需要计算光强的损失。由于每个偏振片使光强减少10%，经过两次偏振片后，光强变为原光强的10.125%。这展示了光的偏振性质如何影响光线的强度传输。 3. 尼科耳干涉仪中的光强优化： - 在尼科耳干涉仪中，当三个尼科耳N1、N2和N3之间的偏振方向设置特定角度（N3与N1夹角为α，N2与N1夹角为60°）时，可以通过调整α使得通过系统的光强最大。当α=30°时，光强达到最大值，此时通过的最大光强是入射光强I0的四分之一。 4. 匀角速度偏振片旋转问题： - 当一个偏振片以匀角速度ω绕光的传播方向旋转时，自然光通过后的透射光强随时间变化。根据题意，透射光强I与时间t的关系为I = I0[1-cos4ωt]，这是光的马吕斯定律的一个应用实例，表明了偏振片旋转对透射光的影响。 这些题目不仅测试了学生对光的偏振理论的理解，还涉及实际问题的解决，如利用偏振原理测量和控制光强，以及理解光的动态行为。理解和掌握这些内容对于深入研究光学技术，例如光学通信、光学仪器设计以及光电子学等领域至关重要。