106年:視覺光學(3)

偏光鏡可以減低水面的反光,根據馬呂斯定律( Malus’ law )來計算偏光鏡穿透率,當入射光偏振方向與偏光鏡的穿透軸夾角不同時,會有不同的穿透率。下列何者正確?①當入射光偏振方向與偏光鏡的穿透軸夾角為 0度時,穿透率為 50%②當入射光偏振方向與偏光鏡的穿透軸夾角為 30度時,穿透率為 30%③當入射光偏振方向與偏光鏡的穿透軸夾角為 60度時,穿透率為 25%④當入射光偏振方向與偏光鏡的穿透軸夾角為 90度時,穿透率為 0%

A①②
B②③
C③④
D①④

詳細解析

本題觀念:

馬呂斯定律(Malus' law):當偏振光(polarized light)通過偏光鏡時,透射光強度與入射光偏振方向和偏光鏡穿透軸夾角 θ\theta 的關係為:

I=I0cos2θI = I_0 \cos^2\theta

其中 I0I_0 為入射偏振光的強度,穿透率 T=cos2θT = \cos^2\theta

選項分析

逐一驗算四個敘述:

① 夾角 0°,穿透率 50%T=cos2(0°)=12=100%T = \cos^2(0°) = 1^2 = 100\% 題目敘述為 50%,錯誤(0° 時完全透過,穿透率應為 100%)。

② 夾角 30°,穿透率 30%T=cos2(30°)=(32)2=34=75%T = \cos^2(30°) = \left(\frac{\sqrt{3}}{2}\right)^2 = \frac{3}{4} = 75\% 題目敘述為 30%,錯誤(正確應為 75%)。

③ 夾角 60°,穿透率 25%T=cos2(60°)=(12)2=14=25%T = \cos^2(60°) = \left(\frac{1}{2}\right)^2 = \frac{1}{4} = 25\% 題目敘述為 25%,正確

④ 夾角 90°,穿透率 0%T=cos2(90°)=02=0%T = \cos^2(90°) = 0^2 = 0\% 題目敘述為 0%,正確

正確的敘述為

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