電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射課件

§2.電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射

電磁波入射到介質(zhì)界面上，會發(fā)生反射、折射現(xiàn)象(如光入射到水面、玻璃面)。反射、折射定律有兩個方面的問題：（1）入射角、反射角和折射角之間的關系問題；（2）入射波、反射波和折射波振幅和相位的變化關系。反射、折射既然發(fā)生在界面上，就屬于邊值問題。從電磁場理論可以導出反射和折射定律，也從一個側面證明麥氏方程的正確性。機動目錄上頁下頁返回結束§2.電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射電磁波入射到介一、反射和折射定律1．電磁場的邊值關系機動目錄上頁下頁返回結束2．反射、折射定律的導出過程（1）假設入射波為單色平面電磁波，反射、折射電磁波也為平面電磁波一、反射和折射定律1．電磁場的邊值關系機動目錄上（2）波矢量分量間的關系且

和

在一個平面內(nèi)機動目錄上頁下頁返回結束證明在界面上z=0,x，y任意（2）波矢量分量間的關系且和在一機動目錄上頁下頁返回結束因為任意，要使上式成立，只有

同理可以證明兩邊除以

兩邊對x求偏導機動目錄上頁下頁返回結束因為機動目錄上頁下頁返回結束（4）入射、反射、折射波矢與z軸夾角之間的關系因此反射、折射波矢也在

平面（3）入射波、反射波、折射波在同一平面入射波在

平面且平面電磁波在兩種介質(zhì)中的相速機動目錄上頁下頁返回結束（4二、振幅和位相的關系1．垂直入射面（平面）機動目錄上頁下頁返回結束二、振幅和位相的關系1．垂直入射面（平面）機動機動目錄上頁下頁返回結束[Ⅰ]

③①機動目錄上頁下頁返回結束[Ⅰ2．平行入射面（）

入射面，假定與方向相同機動目錄上頁下頁返回結束由邊值關系得：[Ⅱ]

3．在任意方向，可以分解為2．平行入射面（）入射4．相位關系分析（1），從光疏煤質(zhì)到光密煤質(zhì)但是與總是同相位。機動目錄上頁下頁返回結束4．相位關系分析（1），從光疏煤質(zhì)到光密（2），從光密煤質(zhì)到光疏煤質(zhì)但與相位總是相同機動目錄上頁下頁返回結束結論：（1）入射波與折射波相位相同，沒有相位突變；（2）入射波與反射波在一定條件下有相位突變。（2），從光密煤質(zhì)到光疏煤質(zhì)但與機動5．偏振問題

這樣，反射和折射波就被變?yōu)椴糠制窆猓ǜ鱾€方向上大小不完全相同）。（2）布儒斯特定律：若則反射波，即反射波只有分量；若自然光入射，則反射波為完全線偏振波。（1）入射為自然光（兩種偏振光的等量混合，在各個方向上均相同，）即由菲涅爾公式5．偏振問題這樣，反射和折射波就被變?yōu)椴糠制窆猓?．正入射（）的菲涅爾公式機動目錄上頁下頁返回結束補充作業(yè)：從邊值關系導出正入射的菲涅爾公式6．正入射（）的菲涅三．全反射1．全反射現(xiàn)象特別是當時，折射定律的原形式將失去意義，這時一般觀察不到折射波，只有反射波，因而稱作全反射。實際上仍然有波透射入第二種介質(zhì)，但是透射波僅僅存在于界面附近薄層中。機動目錄上頁下頁返回結束折射定律折射波沿界面?zhèn)鞑ト瓷?．全反射現(xiàn)象特別是當時，折射2．全反射情況下的表達式設為全反射情況下的平面波解，仍然假定入射波在平面，即，（但）①

全反射條件為，由①、②得機動目錄上頁下頁返回結束因②2．全反射情況下的表達式設機動目錄上頁下頁返回結束復數(shù)3．折射波的特點①折射波在全反射時沿軸傳播