物理光學(xué)-在各向同性介質(zhì)界面上反、折射(123-5)to student

1、1.2 光波在各向同性界面上的反射和折射1.2.3 反射率和透射率 光波入射到兩種媒質(zhì)的分界面上以后，如果不考慮吸收、散射等能量損耗，則入射光的能量在反射光和折射光中重新分配，而總能量保持不變。 考慮界面上一單位面積，設(shè)入射波、反射波和折射波的光強(qiáng)分別Ii,Ir和It，則通過此面積的光能為： 1.2 光波在各向同性界面上的反射和折射1.2.3 反射率和透射率入射波-反射波- 折射波- 則反射率、透射率分別為： 2110101coscos2iiiWIE2110101coscos2rrrWIE2220201coscos2tttWIE2rWWRir21122coscostnnWWTit1.2 光波在

2、各向同性界面上的反射和折射1.2.3 反射率和透射率 應(yīng)用菲涅耳公式，即可得到入射光中s分量和p分量的反射率和透射率表示式：)(sin)(sin2122122ssrR)(tan)(tan2122122pprR)(sin2sin2sincoscos2122121122sstnnT)(cos)(sin2sin2sincoscos2122122121122pptnnT顯然有:1, 1ppssTRTR滿足能量方程 .1.2 光波在各向同性界面上的反射和折射1.2.3 反射率和透射率正入射時22121211nnnnnnRRps這時R只取決于相對折射率12nnn 結(jié)論：a)如果n1與n2接近，R就降低，這

3、一原理用于需要減少反射損失的情況；b)反射面增多，光能的損失增加，這種現(xiàn)象隨n的增加更為明顯?，F(xiàn)代光學(xué)技術(shù)普遍采用在光學(xué)元件表面鍍以增透膜的方法，以減少光能損失。1.2 光波在各向同性界面上的反射和折射1.2.3 反射率和透射率 圖中給出按空氣和光學(xué)玻璃(n2=1.52)界面計算得到的反射率R隨1的變化關(guān)系曲線； 圖中Rn為自然光為入射光時的反射率。 1.2 光波在各向同性界面上的反射和折射1.2.4 反射和折射的偏振特性 將任意光矢量視為兩個正交分量（如s分量和p分量）的組合，因此，任意光波能量都可表示為： psWWWpsWW 稱為完全非偏振光； psWW 稱為部分偏振光； 0sW稱為完全偏

4、振光。 或0pW1.2 光波在各向同性界面上的反射和折射1.2.4 反射和折射的偏振特性 偏振度是指在部分偏振光的總強(qiáng)度中，完全偏振光所占的比例。 MI分別為兩個特殊（正交）方向上所對應(yīng)最大和最小光強(qiáng)。 和mImmIIIIIIPMML總0P完全非偏振光的 1P完全偏振光的 P值愈接近1，光的偏振程度愈高。1.2 光波在各向同性界面上的反射和折射1.2.4 反射和折射的偏振特性自然光的反射、折射特性自然光的反射率為： 反射光偏振度為 折射光偏振度為 1()222rsrprprsrnspininisipWWWWWRRRWWWWspsprsrprsrprRRRRIIIIPspsptstptstptT

5、TTTIIIIP1.2 光波在各向同性界面上的反射和折射1.2.4 反射和折射的偏振特性在不同入射角情況下，自然光的反射，折射和偏振特性如下：a自然光正入射 )0(1或掠入射界面 )90(1時，由于 pspsTTRR,因而， 0trPP，反射光和折射光仍為自然光。b自然光斜入射界面，所以反射光和折射pspsTTRR,光都變成了部分偏振光。c自然光正入射，反射率為 21212nnnnRn1.2 光波在各向同性界面上的反射和折射1.2.4 反射和折射的偏振特性d自然光斜入射，反射率為 )(tan)(tan)(sin)(sin21212212212212nR1.2 光波在各向同性界面上的反射和折射1.2.5 全反射 在光電子技術(shù)中，光纖傳感和光纖通信是非常重要的應(yīng)用領(lǐng)域，而在光纖中傳輸原理，正是基于全反射現(xiàn)象。光纖的定義和結(jié)構(gòu)