高二物理競賽光在電介質(zhì)表面折射和反射課件

本節(jié)要討論的問題是光在電介質(zhì)表面折射和反射的電磁學(xué)本質(zhì)光在電介質(zhì)表面折射和反射時能量的傳遞光在電介質(zhì)表面折射和反射時偏振的變化光在電介質(zhì)表面折射和反射時位相的變化第二節(jié)光在電介質(zhì)表面折射和反射

設(shè)一光波從折射率為n1的介質(zhì)入射到折射率為n2的介質(zhì)，考察光波經(jīng)界面反射、折射后，光波的的電磁矢量在界面處的比例。菲涅耳反射、折射公式第二節(jié)光在電介質(zhì)表面折射和反射on1n2

因為光波是橫波，所以光波的電磁矢量垂直于傳播方向，處在與光波垂直的平面P內(nèi)。P1P1’P2

在P平面內(nèi)的電矢量總可以分解成平行于入射面和垂直于入射面兩個分量：與電矢量對應(yīng)的磁矢量為：

首先考慮入射光的電矢量在入射平面內(nèi)的情況，入射電矢量用E1p表示，磁矢量垂直入射面，用H1s表示。入射角為i1，反射角為i1'，折射角i2。滿足反射定律和折射定律。設(shè)反射光的電矢量和磁矢量分別為E1p'

和H1s'

，折射光的電矢量和磁矢量分別為E2p

和H2s

，按電磁理論的邊界條件，有：電矢量：磁矢量或菲涅耳反射、折射公式第二節(jié)光在電介質(zhì)表面折射和反射oE1pE1p’E2p聯(lián)立兩個邊界方程，并以n1sini1=n2sini2

代入，可以得到：p分量振幅反射率p分量振幅透射率菲涅耳反射、折射公式第二節(jié)光在電介質(zhì)表面折射和反射

若入射光是電矢量垂直于入射平面的偏振光，用E1s表示，磁矢量平行入射面，用H1p表示。

設(shè)反射光的電矢量和磁矢量分別為E1s'

和Hp1'

，折射光的電矢量和磁矢量分別為E2s

和Hp2

，按電磁理論的邊界條件，有：電矢量磁矢量或菲涅耳反射、折射公式第二節(jié)光在電介質(zhì)表面折射和反射oE1sE1s'E2s聯(lián)立兩個邊界方程，并以n1sini1=n2sini2

代入，可以得到：s分量振幅反射率s分量振幅透射率菲涅耳反射、折射公式第二節(jié)光在電介質(zhì)表面折射和反射

對于任意方向的線偏振光，總可以分解成平行于入射面和垂直于入射面的正交分量。設(shè)有一電矢量為E，與入射面交角為的線偏振光，它的P分量和S分量為：設(shè)入射的自然光的光強(qiáng)為I，則：菲涅耳反射、折射公式第二節(jié)光在電介質(zhì)表面折射和反射而對于自然光中的所有偏振態(tài)也可以作同樣分解p分量振幅反射率p分量振幅透射率s分量振幅反射率s分量振幅透射率菲涅耳反射、折射公式第二節(jié)光在電介質(zhì)表面折射和反射作業(yè)：6-16-26-56-10光強(qiáng)的原始定義：光強(qiáng)反射率光強(qiáng)透射率2.反射率和透射率第二節(jié)光在電介質(zhì)表面折射和反射另外光強(qiáng)的意義是通過單位面積上的平均能流，即能流：W=IS能流反射率能流透射率能量守恒：2.反射率和透射率第二節(jié)光在電介質(zhì)表面折射和反射SS1S2入射角入射角振幅反射率光強(qiáng)反射率空氣到玻璃界面反射率曲線2.反射率和透射率第二節(jié)光在電介質(zhì)表面折射和反射入射角入射角振幅反射率光強(qiáng)反射率玻璃到空氣界面反射率曲線2.反射率和透射率第二節(jié)光在電介質(zhì)表面折射和反射(1)正入射3.菲涅耳反射折射公式——討論(2)布儒斯特角(3)全反射——臨界角p反射分量為零時的入射角p和s分量反射率都100%時的入射角此時掠射第三章波動光學(xué)基本原理十、菲涅耳公式2．斯托克斯的倒逆關(guān)系o

設(shè)光線從介質(zhì)1射向介質(zhì)2時反射率為r，投射率為t。

設(shè)光線從介質(zhì)2射向介質(zhì)1時反射率為r'，投射率為t'。r，t，r'

，t'

，之間的關(guān)系？

設(shè)振幅為E

的光線從介質(zhì)1射向介質(zhì)2時反射率為r，投射率為t。則反射光振幅為rE，透射光振幅為tE。如果振幅為

rE

的光逆著原先的反射方向入射，振幅為tE

的光逆著原先折射的方向入射，將會有什么結(jié)果？ErEtEtErE第三章波動光學(xué)基本原理十、菲涅耳公式otErErE

從介質(zhì)1入射到介質(zhì)2，將發(fā)生反射和折射，反射的振幅為rrE，折射的振幅為

trE。tE

從介質(zhì)2入射到介質(zhì)1，將發(fā)生反射和折射，反射的振幅為r'tE，折射的振幅為

t'tE