菲涅耳公式与半波损失课件.ppt

（三）菲涅耳公式及其讨论（电磁场的连续条件）表示反射波、折射波与入射波的振幅和位相关系（1）S波（垂直于入射面分量）的菲涅耳公式,（2）P波（平行于入射面分量）的菲涅耳公式,对于的垂直入射的特殊情况，可得,相对折射率,（二）反射和折射时的振幅关系菲涅耳公式给出反射波或折射波与入射波的振幅的相对变化，用振幅反射、透射系数来表示，并随入射角而变。,图见P191,当时，即掠入射时，即没有折射光波。,光从光疏介质入射到光密介质（如空气射向玻璃）,当时，即垂直入射时，都不为零，表示存在反射波和折射波。,随1的增大而减小,随1的增大而增大，直到等于1,值在时，有=0，即反射光波中没有p波，只有s波，产生全偏振现象。,光从光密介质入射到光疏介质（nn2和n1n2或n1n2都可以。,例题：已知某材料在空气中的布儒斯特角为580，求它的折射率？若将它放在水中（水的折射率为1.33），求布儒斯特角？该材料对水的相对折射率是多少？,解：设该材料的折射率为n，空气的折射率为1,放在水中，则对应有,所以：,该材料对水的相对折射率为1.2。,(1)平行光以60o的入射角由空气射向一平板玻璃，发现反射光是完全偏振光,则折射光的折射角为。玻璃的折射率为。,30o,因io+r=90o，所以折射角r=30o。,又,(2)某透明媒质对空气全反射的临界角为45o,则光从空气射向该媒质时的布儒斯特角为。,54.7o,所以io=tg-1,a、反射光中垂直振动强于平行的振动；b、折射光中平行的振动强于垂直振动；c、反射光折射光偏振化的程度随入射角的不同而不同。这里所说的“垂直”和“平行”是对入射面而言的。,由反射与折射产生偏振光,可以利用玻璃片来获得线偏振光，只用一片玻璃的缺点：以布儒斯特角入射时，反射光虽为线偏振光，但强度太小透射光的强度虽大，但偏振度太小为解决这个矛盾，让光通过由多片玻璃叠合而成的倾斜的片堆，并使入射角等于布儒斯特角，经过多次的反射和折射，既能获得较高的偏振度，光的强度也比较大。,利用光在界面上反射时产生的全偏振现象，为了获得一束强度较高的偏振光，可以使自然光通过一系列玻璃片重叠在一起的玻璃堆，并使入射角为起偏角，则透射光近似地为线偏振光。（透射光中的S波随着反射次数的增加越来越少，最后得到偏振程度高的平行于入射面振动的透射光）,四、全反射,光波从光密介质射向光疏介质，,增大入射角到某一角度，此时，没有折射光存在，界面上所有光都返回介质1，这种现象称为全反射。,当入射角为,折射角为900，此时的入射角称为临界角。,光从水中发出，以不同的入射角射向空气，所产生的折射和全反射的情形。,若入射角大于临界角，则找不到任何折射角可符合折射定律，这时光线将依照反射定律全部反射回原介质。,（一）反射比在全反射区间，,所有光线全部返回介质一，光在界面上发生全反射时不损失能量。入射角从布儒斯特角变化到临界角时，反射率在临界角附近发生急剧变化。可利用临界角高精度对焦。,（二）相位变化,在全反射条件下，两个分量有不同的位相变化，两分量的位相差为,当入射角为临界角或900时，两分量的位相差为0，若入射光为线偏振光，反射光也为线偏振光。,（三）倏逝波实验表明，在全反射时光波不是绝对地在界面上被全部反射回第一介质，而是透过第二介质大约一个波长的深度，并沿着界面流过波长量级距离后重新返回第一介质，沿着反射光方向射出。这个沿着第二介质表面流动的波称为倏逝波。从电磁场的连续条件看，倏逝波的存在是必然的。因为电场和磁场不会在两介质的界面上突然中断，在第二介质中应有透射波存在，并具有特殊的形式。,全反射现象的特点：无反射能量损失反射时有位相变化存在倏逝波,全反射现象的应用,利用三棱镜，可以(a)改变路径的方向，(b)使看到的物体变为倒立，(c)同时改变路径的方向和使像变为倒立。许多光学仪器利用全反射来改变光线的传播方向和使像倒转。,(a),(c),(b),潜望镜,潜望镜利用两个三棱镜来改变光线行进方向，形成正立的像。,光纤可传导光能，传递光学图象，做成各种光纤传感器，在医学（用于医疗诊病用的内视镜）、精密测量、计算机以及光纤通信等方面得到广泛应用。,光利