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(知识点)入、折射角和折射率的表达式公式

更新时间:2023-06-04 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

入射角、折射角和折射率分别为: 10 and of light on the of light in the 1, and (1) 假设入射光波在介质表面任一点P的表达式界面是, ,求: , 和 所代表的和在界面上的具体表现? 反射光波和透射光波的一般表达式为: (2) 求解方法:利用界面边界条件 (3) 简单求解步骤: 1) 构造三套方向(局部)坐标系和一组固定坐标系 2) 写出固定坐标系中的入出波、反波和透射波的分量公式: 令:取,则: 任意时刻任意位置满足上述三个方程的边界条件,有下式一定是: 透射波的振动矢量都在入射平面(x-z 平面) 求: 、 和 的表达式, 用 , 和 ? 3) 问题简化为: 已知z=0界面上的入射波方程为: 而反射波和透射波的一般表达式为: 4) 将上式的权重代入边界方程,经过一系列的计算,可以得到菲涅尔公式: (4) 讨论 1), ,,, and 都是复数 3) p分量和s分量相互独立传播。 4) 反射波和透射波的能量流、相位跳跃和偏振态变化可以用菲涅尔公式估算。 2. 反射率和透射率(三种) (1)振幅反射率和振幅透射率的表达式 (2)光强反射率和光强透射率的表达式 (3)能量流反射率和能量流透射率的表达式 (4)能量守恒公式: (5) 垂直入射时的反射率和透射率; (6) 例子:玻璃,法向入射i1/(o)i1/(o)振幅反射率和振幅透射率曲线(n1=1,n2=1.5) (7) 一般情况下反射率和透射率的变化振幅和光强从空气到玻璃(n=1.5)和从玻璃(n=1.5)到空气的反射率的幅度和反射率 光强反射率 (8) 布儒斯特角由: 当,顺序:,,则: 称为布儒斯特角,( 9)布儒斯特角入射的特性 (1) (2)光的可逆性 (3)反射光与折射光相互垂直 (4)反射光是垂直入射面振动的线性偏振.qA4物理好资源网(原物理ok网)

布鲁斯特角也称为全偏振角或极化角。 Att''At3,反比关系为:,注:反比关系适用于P和S权重。 4. 相位关系和半波损耗 (1) 相位差 相位差 2) 相位差与振幅反射和透射率的关系是: 3) 透射光的P和S分量与入射光的P和S分量之间光相变? 解: 即问: 因为总有: 且都是正实数光折射公式折射角,且它们的复角都为零,即: ,有: 推论:透射与入射之间的P、S分量无相位变化 4) 外反射时,反射光与入射光的P、S分量分别与入射光的P、S分量之间的相位关系。 (n2>n1) 外反射 (1) 此时 , 为正实数,无相位突变的相位突变如图 (2) 此时 , 为负实数,有a phase (3) 同理可得: ,具有相位突变,如图所示。 () 内反射时的相位突变 5) 内反射时,反射光与入射光的P、S分量的相位关系。 (n2n1正反射坐标系固定坐标系n2>n1正反射坐标系固定坐标系n2>n1推导:法向入射时,外反射光电矢量与入射光电矢量比较,方向一反被反射 内反射没有相位跳变,见教材列表和分析 掠入射和掠反射固定坐标系 7) 掠入射时,求外反射光电矢量与入射光电矢量的相位关系。qA4物理好资源网(原物理ok网)

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已知:假设:n2>n1掠入射掠反射固定坐标系n2>n1掠入射掠反射固定坐标系n2>n1推导:掠入射时,反射光电矢量与入射光电矢量在z=0平面外北相比较光是反射,方向就相反,形成相位突变。 其中: 是真空中的波长 8) 半波损耗 (1) 定义:光波在介质界面反射时,振动相位突然发生变化光折射公式折射角,由此引起的附加路径差称为半波损耗. (2) 存在半波损耗时,表观光程差与有效光程差的关系: (3) 反射光和折射光与入射光相比的半波损耗 (a) 垂直入射和掠入射,光从稀疏介质转变为光密介质时,反射光与入射光相比有半波损耗。 (b) 在垂直入射下,当光从光密介质进入光疏介质时,与入射光相比,反射光没有半波损失。 (c) 折射光在正常入射和掠入射下都没有半波损失。 (d) 倾斜入射时,p分量形成一定角度,其相位关系的比较没有绝对意义。 就一束光而言,往往很难简单地说出是否存在半波损耗。 已知: 9) 两个平行平面内前两束反射光与前两束透射光之间的半波损耗 观测距离差) 思路:借助菲涅耳公式,分析每一点的反射光和折射光界面依次通过绘制原理图,最后举一反三。 时不时会有一个普遍的推论:两束反射光之间没有半波损耗,两束透射光之间有半波损耗。 两个反射光之间有半波损耗,两个透射光之间没有半波损耗。 偏振光的现象 (1) 反射和折射通常会改变入射光的偏振态 如果偏振入射光是线偏振的,则反射光和折射光仍然是线偏振,但会改变电矢量的方向。qA4物理好资源网(原物理ok网)

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全反射时:相位跳变在0和0之间。如果入射光是线偏振,反射光通常是椭圆偏振。 线性偏振是通过玻璃堆叠形成的 (2) 以布儒斯特角入射时的偏振状态 无论入射光的偏振状态如何,反射光始终是线性偏振的。 (3)玻璃叠层偏光片 对于普通光学玻璃,反射光的硬度占入射光硬度的7.5%左右,大部分光线会透过玻璃。 解:设入射自然光的硬度为: 6.自然光通过一块平板玻璃后以布儒斯特角入射的偏振度(忽略玻璃对光的吸收)? ,, 讨论1 讨论光的反射和折射(偏振角) 讨论2 如图所示器件为偏光片,请问以下四种情况,屏幕上是否有干涉白? (1) 去掉保留 (2) 去掉保留 (3) 去掉保留 (4) 都保留 None (两个振动相互垂直) None (两个振动相互垂直) None (没有恒定的相位差)是操作:1、3qA4物理好资源网(原物理ok网)

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