文档介绍：§1-7光在两个介质分界面上的反射和折射
一、内容回顾
二、折、反射波性质的进一步讨论:
§1-8全反射
一、内容回顾:

是研究光在两个介质分界面上的反射和折射规律的基础。
电磁场的边值关系总结为:尽管两种介质的分界面上,电磁场量整个的是不连续的,但在界面上没有自由电荷和面电流时,磁感应强度矢量和电位移矢量法向分量与电场强度和磁场强度的切向分量是连续的。
§1-6电磁场在两个介质分界面上的边值关系
电磁场在两个介质分界面上的边值关系可以总括为:
§1-7光在两个介质分界面上的反射和折射
。
其表达式为:
§1-7光在两个介质分界面上的反射和折射
折射、反射定律只解决了平面光波在两个介质分界面上的传播方向问题。
平面光波在两个介质分界面上能量分配问题,需要用菲涅耳公式来解决。
:
菲涅尔公式描述折、反射波(复)振幅与入射波(复)振幅之间的关系,是物理光学中的又一组基本公式。
§1-7光在两个介质分界面上的反射和折射
研究该问题的基本思路:我们可以把入射波电场的振幅矢量分解成两个分量,一个分量垂直于入射面,称为“s”分量;另一个分量位在入射面内,称为“p”分量。
根据叠加原理:可以只研究入射波电场仅含s分量和仅含p分量这两种特殊情况;当两种分量同时存在时,则只要先分别计算由单个分量所造成的折、反射波电场,然后再作矢量相加即可得到结果。
§1-7光在两个介质分界面上的反射和折射
在规定了电场、磁场的正方向后可以得到一组关于入射波、反射波、折射波电场的振幅之间的关系——菲涅尔公式。
:
(1) n1n2 情形:
反射波电场的s分量扰动方向在界面上任何地点始终与入射波的s分量有一个位相差别,该现象称为
半波损失;
对于P分量:当i等于某个特定值B时,rp=0。
B 称为布儒斯特角。
这样,如果平面波以
布儒斯特角入射,则
不论入射波的电场
振动方向如何,反射波中
不再含有p分量,只有s分量。
-

1
-1
300
600
θB
tp
ts
rs
rp
900
θi
0
关于反射波p分量的相位:虽然可以说当iB时存在位相跃变,而i B时无此位相跃变。
但是,
考虑到当i 比较大
(B )时,
Eip和Erp中
垂直于界面的成分变为主要成分,
此时尽管rp >0 ,
但因它们的正向规定基本相反,
所以实际上仍有Eip和Erp的主要成分为反向。
Kt
·
·
1
2
Eip
His
Erp
Etp
Hrs
Hts
Ki
K΄i
θi
θr
θt
因此可以说,在n1n2时,反射波电场方向总与入射波电场的方向相反或接近相反。
正入射时:i=0,t=0。
此时s和p分量的差别消失,有