1、光在各向同性介质界面的反射折射,四. 反射光与折射光的偏振状态,五. 全反射与隐逝波,一. 反射、折射时光的振幅比 菲涅耳公式,1. Es 和 Ep 是同一矢量 E 的 s 分量和 p 分量。频率相同。可以表瞬时量，也可表复振幅；,2. S 分量与 p 分量相互独立。,菲涅耳公式以 i1 表示（消去i2 ）, 三个特殊角度,(1) 正入射 i1 = 0，不论内反射还是外反射,外反射,从光疏介质射向光密介质,(2) 无论外反射和内反射都有一特殊角度,ib 称为布儒斯特(D.Brewster)角,(3) 对内反射(光密到光疏)，存在一角度,ic 称为全反射临界角,二. 反射、折射时光的能流比与光强
2、比,光强正比于光振动振幅平方,注意：一般折射反射问题中，考虑不同折射率的影响,光强反射率, 光强反射率 光强折射率,光强透射率,振幅比,光强比,能流比,S光反射,P光反射,S光透射,P光透射, 能流反射率 能流折射率,光通量,能流反射率,能流透射率,能量守恒,自然光入射,总能流反射率,总光强反射率,总光强透射率,总能流透射率,正入射时，无论外反射内反射,对空气-玻璃界面，R = 0.04，T = 0.96。外反射时，R 一般随入射角 i1 的增加而增大，当 即掠入射 Rs 和 RP 均趋近于1。,例如：在湖岸边观察水下物体时，近物要比远物更加清楚，相反，远处物体在湖面的倒影则比近物更加清晰。,
3、正入射,例：(1) 求证：当光线以布儒斯特角入射时，折射光线与反射光线互相垂直；(2) 讨论当 p 光以布儒斯特角入射时，透射光与入射光的能流比和光强比。,解：(1),由折射定律,即：能量全部进入第二种介质,(2) 此时,注意到,光疏进入光密时 n211 , Tp1 透射光强大于入射光强,振幅比,光强比,能流比,S光反射,P光反射,S光透射,P光透射,三. 反射光与折射光的相位变化,复振幅,(1) 折射光永无相移,透射光永远与入射光同相,(2) 反射光的相位变化, 外反射,S光： 反相, 内反射,(3) 半波损失问题讨论,界面上反射波E矢量s分量 和p分量均发生振动方向反转, 单个界面,(1)
4、 外反射 s 分量和 p 分量都对入射波发生了反转反射入射 E 反向,外反射有半波损失,内反射无半波损失,(2) 内反射 s 分量和 p 分量都未反向反射入射 E 同向,(3) 透射波：无论发生外反射或内反射均无半波损失,同样方法可讨论掠入射的半波损失情况, 介质板上下表面的反射和折射,光束1、2的附加程差为,光束2、3、4之间或 1、2 、3之间附加程差均为零, 单一界面,1. 光从光疏介质射向光密介质，正入射及掠入射时，反射光均有半波损失;,2. 光从光密介质射向光疏介质，正入射时, 反射光无半波损失；,3. 任何情况下，透射光均无半波损失。, 介质板在均匀介质中,任何情况下，反射光1、2
5、 之间的光程差需计入半波损失(附加半波程差)，光束2、3、4 之间或1、2 、3之间无须引入附加程差。,四. 反射光与折射光的偏振状态,1. 入射光为线偏振光 反射光仍为线偏振光；,2. 入射光为圆偏振光 反射为椭圆偏振光(旋向相同)；,3. 入射光为自然光 反射为部分偏振光，s光强度大于p光强度；,(1) 正入射时(外反射和内反射)及掠入射时，反射光和折射光都是自然光；(2) 以布儒斯特角入射(外反射和内反射)，反射光为s态偏振光，折射光中p态偏振光占优势。,玻璃片堆,1) 利用玻璃片堆的多次反射, 提高反射线偏振光的强度。,2) 经多层玻璃板, 透射光变为p态线偏振光。,本章小结,一、波的
6、概念,光矢量E，,二、波的数学描述,3类光波：平面波，球面波，柱面波 3种表示方法： 实数，复数，矢量,复振幅：,（+发散；会聚）,时空周期性,一维波：,三维波：,三、波的叠加,1、同频率: 一般,特例:,(1) 同向振动E10平行于E20，,(2) 同频, 同向振动, 反向传播光驻波，和振幅变化周期为/2. 半波损.,(3) 同频E10 E20，,，偏振光,0时： 线偏振 一，三象限 时： 二，四象限 /2： 正椭圆偏振 左旋 /2 ： 正椭圆偏振 右旋 一般值： 斜椭圆 0 左旋; -0 右旋.,2. 频率相近, 同向振动, 同向传播-光学拍,空间拍频,四、光的偏振态,完全偏振光：（IP）线偏振，圆偏振，椭圆，Ex, Ey 相位差恒定。,非完全偏振光：自然光（In），Ex, Ey 相位无关。,偏振光模型：,2、掠入射：R1, 由光疏光密 有半波损。,光的干涉,丰富多彩的干涉现象,蝉翅在阳光下,蜻蜓翅膀在阳光下,白光下的油膜,肥皂泡玩过吗?,等倾条纹,牛顿环(等厚条纹),测油膜厚度,平晶间空气隙干涉条纹,本章内容,本章内容,
