物理光學第一章第二節(jié)

光在介質(zhì)分界面上的反射與光在電介質(zhì)分界面的反射與折射（第二節(jié)光在金屬界面的反射與透射（第三節(jié)A）光在電介質(zhì)分界面的反射與折

B/

n

n(H2

H1)Js

HDB

nn

S波（垂直于入射面分量 P波（平行于入射面分量E的兩個分量Es和

折射定律的推導E//x,

EE1sA1sexp{i(k1r1t)}A1sexp{i[k1(xsin1zcos1)E'1sA'1sexp{i(k'1r'1t)}A'1sexp{i[k'1(xsin'1zcos'1)'1E2sA2sexp{i(k2r2t)}A2sexp{i[k2(xsin2zcos2)由Es

E

A2sexp{i(k2r

r(x,

1sk1rk(k'1k1)r(k2k1)r1sin1sin2nsin1sin1sin2nsinn112212 kk/和k/,所以 (一 菲涅耳公式→1k11

TE波—E為s態(tài)H為TE波—E為s態(tài)H為p態(tài) E2sH2

S波的E和H的正

分解看作TE和TME1

E、H矢量E、H矢量在界面處切向連

反射和折射不改變E、H的11 11 k

E2

cosH

cosH H2s

1 1

2 H1kv

11

)cos1 nn

可得s

cos n1n1

rs

A

1

2振幅透射

2

sts

2sA

1

2nn

2cos1 1

11

rp 1 2

1cos2 p

p A2pp

2

n2cosn1 可得s

r ncos

t

s ncosn 同樣分析TM光，可得p

r

n

1 A2

p ncosn1

Es和Ep是同一矢量Esp分量。頻Sp菲涅耳公式以1表nsinnsin22r n2n2sin2122cos1n2sin21

cos1n2sin2n2sin2r nnsin22122n2nncos2nsin2211

ncos1nn2/

n1,n

◆三個特殊角 正入射10rs

n1n1

nn r

n1

n2 n1 nt n1

n B

tan1n

tan1 r B稱為布儒斯特(D.Brewster)

B B1B B10

sinBcosB

nB sinnB1

2n2

c

sin1

sin11

rp

c稱為全反射臨界 nn1

n1>n2或n1<n2都可以

1

sinc

n2n故只有n1>n2才會發(fā)生全反射 Ep

注意：(1(2模表示振幅之比，復角表示反射、波折射討 外反射

1

r,t--實數(shù)

為負值時—附加相位為()ts

0,tp

內(nèi)反射

S光

0同

S

1B,rp1B,rp

無反射p

1B,1B,

00無反射pB

c,

同

1B,

0n n 12n 1入射

WIcos A2

I

反射

折射

I

2

A

W Icos I

2 1 1

1 2

A12 2

n

A

2 2

能量守 2A2

sin21s

sin2 1s 2

n

n

4sin2

cos22s 2 2

n n n sin2 1s 2A

tan21p

r2

tan2 1p 2

n

n

4sin2

cos21 1

2 2

1 1

n

n

n

sin2

cos2

sspp空氣－玻璃的反射nspp00 00 注意

入射光為—反射光仍為線偏振光入射光為—為橢圓偏振光入射光為—反射為部分偏振光，s光強度大任意極化的平面波總可分解為一個平行極化波與一個垂直極化波之和。當一個無固定極化方向的光波，或者說一束無偏振光，以布魯斯特角向邊界斜投射時，由于平行極化波不會被反射，因此反射波中只剩下垂直極化波?？梢?，采用這種方法即可獲得具有一定極化特B(空氣玻璃B自然B圖11-13布儒斯特自然BpB等效于玻片的多層介質(zhì)s反射圖11-14玻片堆特點：玻片堆的應用：(一射在全反射區(qū)1c p 可知所有光線全部返回介質(zhì)1,光在界面上發(fā)生全反射時確實不損失能量。

B變化到c時p從0

反射比在臨界角附近發(fā)生急劇變化(二位變形式的折射角

sin1/cos sin2/n21

1rsrp為復

cossin22 sinsin22 sin221ss

rcos1sin22 n2sin22 r

esin221 n2sin221

p 結(jié)論：入射能量全部回到介質(zhì)1全內(nèi)反射

sin2

arg{r}2tan1 sin2 arg{r}2tan1

和900時,反射光中s波和p

s0或(三)