南理工物理光学02.ppt

第二节光在电介质分界面上的反射和折射

(reflectionandrefraction);入射面：界面法线与入射光线组成的平面;入射波，反射波和折射波的表示分别为：;;〔一〕菲涅尔公式;对方程②进行处理：;由此得到H的p分量：;;同理：

对于p波，由电磁场连续条件得:

;菲涅尔公式:;;(三〕位相关系;反射波：;n1n2光密到光疏;特殊情况：;一般情况：;;〔四〕反射比和透射比;设垂直于入射光传播方向的光束横截面积为;反射光、折射光单位时间内从界面单位面积上带走的能量，;当不考虑介质吸收、散射时，根据能量守恒，应有关系：;;在接近正入射情况下，对自然光的反射比为：;;;【例题6】光束以很小的角度入射到一块平行平板玻璃上〔如图〕，试求相继从平板反射和透射的头两支光束的相对强度。设平板的折射率为。;[解]在接近正入射情况下，光束从空气—平板界面反射的反射比为;【例题7】一束s光自空气射向一透明液体界面，入射角为60°时，测得光强反射率为14％，求此液体折射率。;;;〔五〕反射和折射时的偏振关系;当入射光是自然光时，假设入射角满足，那么

反射光中没有P波，只有垂直于入射面的的s波，发生全偏振现象反射光是偏振光，这时的入射角称为起偏角或叫布儒斯特角，那么有：;【例题8】欲使线偏振的激光通过红宝石棒时，在棒的端面没有反射损失，光束入射角φ1应为多大?棒端面对棒轴倾角α应取何值?入射光的振动方向如何?红宝石的折射率n=1.76，光束在棒内沿棒轴方向传播(如图)。;解：根据光在界面上的反射特性，假设没有反射损耗，入射角应当为布儒斯特角，入射光的振动方向应为p分量方向。因此，入射角φ1应为;;;〔3〕由于;【例题10】M1、M2是两块平行放置的玻璃片(n=1.50)，反面涂黑。一束自然光以角入射到M1上的A点，反射至M2上的B点，再出射。试确定M2以AB为轴旋转一周时，出射光强的变化规律。;由于是自然光入射，p、s分量无固定相位关系，光强相等，故;因此，M2反射光的振幅为：;五、全反射;〔一〕反射比;应用：临界角法对焦;〔二〕相位变化;;同样有：?????????????????????????????????????????????????;菲涅耳棱体;问题：全反射时的表观现象：;透射波表达式：????????????????????????????????????????????????????????;n1;倏逝波透过界面进入第二媒质约波长量级，并沿着界面传播波长量级距离〔古斯-哈森位移〕后返回第一媒质，沿着反射波方向出射。;光子隧道效应(Opticaltunnelling);显然，由于倏逝波的存在，位于该探头顶部处的倏逝波的能量将进入光纤，因而反射光的能量将随之减小，即发生光子隧道效应。