15.1 D En viss ljuskälla ger en blandning av opolariserat och cirkulärpolariserat (t.ex. vänster) ljus. Hur kan du mäta andelen cirkulärpolariserat ljus i förhållande till den totala intensiteten?

15.2 D Varför kan polaroidglasögon ibland helt eliminera reflexer medan vanliga solglasögon bara dämpar samma reflex?

15.3 D Bilden nedan är ett fotomontage för att undvika skuggor, men skulle kunna vara ett riktigt foto. Det föreställer två polaroidglasögon som är vridna olika; då de är vridna som det högra paret blir himmeln tydligt mörkare då den ses genom glasögonen – var någonstans är solen i förhållande till bilden (det finns två möjliga svar)? Motivera ditt svar ordentligt och inkludera:

1)    Vilken polarisation transmitteras genom ett par polaroidglasögon?

2)  Hur är himmeln polariserad?          

15.4 Mellan två korsade, ideala polarisatorer, som alltså tillsammans inte släpper igenom något ljus, insätts ytterligare en ideal polarisator. Efter den första polarisatorn finns intensiteten I0.

       a)      Ange intensiteten, I, ut från systemet som funktion av den insatta polarisatorns transmissionsriktning (vinkel q) relativt den första polarisatorns transmissionsriktning.

       b)      Ange hur I varierar då den insatta polarisatorn roteras med vinkelfrekvensen w.

15.5 En plan, linjärpolariserad ljusvåg med intensiteten I0 infaller mot ett system av perfekta linjärpolarisatorer (dvs. i genomsläppsriktningen antas allt transmitteras, vinkelrätt däremot absorberas allt).

Ange för följande uppsättningar polarisatorer och genomsläpps-riktningar vilken transmitterad intensitet som erhålles: (vinklar räknas åt samma håll och relativt inkommande polarisationsriktning.)

       a)      1 st i 90° vinkel

       b)      2 st i vinklar 45° resp. 90°

       c)       3 st i vinklar 30°, 60° och 90°

       d)      N st i vinklar 90°/N, 2 · 90°/N, 3 · 90°/N, .., 90°

       e)      Från uppgift d) låt N®¥

15.6 Två polarisationsfilter är placerade efter varandra och belyses med opolariserat ljus med intensiteten I_o. Transmissionsriktningen hos de två filtren är vald så att inget ljus kommer igenom. Genom att placera ett tredje polarisationsfilter mellan de två första går det att öka transmissionen.

         a)  Hur ska det tredje filtret vara vridet i förhållande till det första polarisationsfiltret för att så mycket ljus som möjligt ska komma igenom?                                                                                                    

          b)     Hur mycket ljus går det att som mest få igenom uttryckt i I_o?                                                   

          c)  Hur mycket ljus går det att som mest få igenom uttryckt i I_o om man istället placerar tre polarisationsfilter mellan de två första ?      

15.7 En opolariserad ljusstråle har infallsvinkeln 50,00° till en kalkspat-kristall. Kristallens optiska axel är lagd parallellt med ytan och vinkelrätt mot infallsplanet. Beräkna brytningsvinklarna för den ordinära och den extraordinära strålen i kristallen.

n0 = 1,6584, ne = 1,4864

15.8 Du är på bio och tittar på smurfarna i 3D med en salong full av sockerhöga barn. Efter en stund på bion tröttnar du på 3D smurfar och smiter ut på toaletten. När du ser dig själv i spegeln upptäcker du att du fortfarande har glasögonen på dig och börjar fundera på hur de fungerar.

a.       Glasögonen på 3D-bio består av en linjärpolarisator och en kvartsvågsplatta på varje sida. Förklara hur dessa optiska element är placerade för att stereoskopiskt seende ska uppnås.

      b.     När du tittar på dig själv i spegeln och blundar med ena ögat blir det ena glasögonglaset i                       spegelbilden mörkt. Ser du ditt öppna eller ditt slutna öga i spegelbilden? Förklara varför.

15.9 Opolariserat ljus infaller mot en uppställning med tre linjärpolarisator efter varandra.  Polarisatorernas transmissionsaxlarna är ställda att vara 0°, 30 ° och 60° relativt horisontella axeln. Bestäm intensiteten för det slutliga ljuset i procent av det infallande ljusets intensitet.

15.10 Vid vilka vinklar kommer ljus, som reflekterats dels internt och dels externt i gränsytan mellan  diamant och luft, bli fullständigt linjärpolariserat? Brytningsindex för diamant är 2,42.

15.11Beskriv vad som händer då opolariserat ljus infaller på ett dubbelbrytande material om optiska axeln är vinklad enligt figur 2. Ange om det rör sig om enkel- eller dubbelbrytning samt eventuell fasförskjutning och polarisation av de brutna strålarna.

15.12Ett antal dikroiska polarisatorer finns tillgängliga. Var och en kan antas vara ideal, dvs. att de släpper förbi 50% av det infallande opolariserade ljuset. Låt intensiteten för ljuset som träffar den första polarisatorn vara I_o.

a) Genom att rita, visa att om du har två polarisatorer vars axlar skiljer sig med vinkeln θ, kommer ljuset som transmitteras av paret ges av

b) Hur många procent av det inkommande ljusets energi transmitteras genom paret då transmissionaxlarna har vinklarna 0° respektive 90°.

c) Ytterligare 5 polarisatorer placeras mellan de två beskrivna i b) med följande vinklar 15°, 30°, 45°, 60° och 75° i den ordningen. Hur stor del av ljuset passerar nu?

15.13 Vilken minsta tjocklek bör en bit kvarts ha för att fungera som en kvartvågsplatta för våglängden 632 nm i vakuum? Antag att 

15.14 Ljus som infaller mot en vattenyta med en vinkel sådan att allt reflekterat ljus är linjärpolariserat.

a) Bestäm infallsvinkeln.

b) Ljuset som bryts i vattnet bryts sedan i övre ytan på ett glasblock med bryningsindex 1,50. Ljuset som reflekteras i glaset är fullständigt linjärpolariserat. Bestäm vinkeln mellan glaset och vattenytan.

15.15 överkurs a) Ljus med våglängden 396,8 nm passerar ett block kvarts med tjockleken t och får en optisk rotation på 10°. Bestäm t.

b) Vilken specifik rotation har kvarts för denna våglängd? Brytningsindex för kvarts vid denna våglängd, för höger- och vänsterpolariserat ljus är n_L=15821 respektive n_R=1,55810.