反射光在反射点产生的相位跃变半波损失PPT学习教案

1、会计学1反射光在反射点产生的相位跃变反射光在反射点产生的相位跃变 半波损半波损失失物理科学与信息工程学院1.反射光的位相变化 光在介质表面发生反射时有两种情况：外反射 ：光由光疏介质射入光密介质时发生的反射内反射 ：光由光密介质射入光疏介质时发生的反射 1).外反射（1）P分量的相位变化。 对于外反射，2121,iinn且i1 和i2 都小于/2 第1页/共20页物理科学与信息工程学院212111iitgiitgAArPPP由菲涅耳公式：因为 021iitg所以rp的正负完全由分母决定。 21iitg时2 21ii当0pr这时的入射角用iB表示，称为布儒斯特角。 BBiiii2, 21当代入折

2、射定律,可得:121nntgiB第2页/共20页物理科学与信息工程学院即当以iB 入射时，反射光中没有P分量，只有S分量. ，021 iitg时，即时2 0211iiiiB当0pr则无相位跃变。 a.时，即时2 2211iiiiBb. 当，021iitg0pr则Bi21ip什么情况下，透射光没有反射能量损失？反射光的P分量发生相位跃变。第3页/共20页物理科学与信息工程学院(2)反射光中S分量的相位变化 对于外反射,由 212111sinsiniiiiAArsSS因为 0sin21ii0sin21ii所以 0sr反射光中，S分量有的相位跃变。 1i20s第4页/共20页物理科学与信息工程学院2

3、）内反射时反射光在反射点的相位变化。 (1)P分量： 1211sinnniic,2121iinn对于内反射将发生全反射。时，当22ia. 当 ，时 01Bii ，021iitg，021iitg因此，0prP分量发生的相位跃变。 b. 当 ，时 1cBiii，021iitg，021iitg时即221ii因此0pr P分量无相位跃变。 第5页/共20页物理科学与信息工程学院将发生全反射。C. 当，时 21iic其相位的改变量为：pp满足下式： ,cossin21212innitgP,12nnn 之间变化在0p0Bici2p1i第6页/共20页物理科学与信息工程学院(2)S分量的相位变化内反射时：

4、,2121iinn，时 01cii a. 当0sin21ii, 0sin21ii因此0sr 则S分量无相位跃变。 （b）当将发生全反射。，时 21 iic其S分量的相位改变为s第7页/共20页物理科学与信息工程学院,cossin21212initgS之间变化。在0s满足下式： 0ci2s1i第8页/共20页物理科学与信息工程学院2.折射不改变相位。 对于外反射2121,iinn对于内反射 2121,iinn21211212cossincossin2iiiiiiAAtPPP211212sincossin2iiiiAAtSSS无论入射角i1大小如何，都有 0, 0sptt第9页/共20页二、光反射

5、时的半波损失 光波具有时空双重周期性，在光程上，每隔半个波长光矢量的振动方向相反。 当光在两种介质界面上反射时，如果反射光的光矢量振动方向相对于入射光的光矢量变成共线反向。或者说在反射点反射光电矢量相对于入射光电矢量相位突变，这种现象称为“半波损失”。 物理科学与信息工程学院其意义是： 在折射点，折射光的振幅相位不因折射而产生变化。即在折射点，折射光总是与入射光的振动同相位。 第10页/共20页物理科学与信息工程学院1.正入射，外反射时，反射光产生半波损失正入射时 i1 =0，由外反射时的相位跃变图可知，反射光P，S分量的相位改变量分别为 Sp, 0Ap1As11sA1pA规定正方向由图可以看

6、出：实际振动方向相反。与1111, 0, 0PPPPAAAA实际振动方向相反。与1111, 0, 0SSSSAAAA实际振动方向1sA1pA第11页/共20页物理科学与信息工程学院由菲涅耳公式知，当i1=0时， 211211nnnnAArPPp211211nnnnAArsss1pA1sA1A1pA1sA1 A如图，在反射点，反射光和入射光矢量的振幅A1与A1共线反向，说明由于反射，在反射点，反射光电场矢量相对于入射光电场矢量相位跃变了，即反射光电场矢量产生了半波损失。 第12页/共20页物理科学与信息工程学院2.掠入射，外反射时，反射光产生半波损失大角掠射时，spi,21按照P,S分量各自约定

7、的正方向在反射点处。如图 1pA1sA1pA1sAAP10, AP10, AS10,AS1与AS1实际振动方向反向。第13页/共20页物理科学与信息工程学院由菲涅尔公式： 1sprr1A1pA1sA1pA1sA1 A 因此，在反射点反射光电场矢量和入射光电场矢量的振幅A1与A1共线反向。即反射光的电场矢量产生了半波损失。 类似可知： 3.内反射时，反射光无半波损失。 4.在任何情况下，折射光永不产生半波损失。 第14页/共20页物理科学与信息工程学院三、介质板上下表面反射和折射时的半波损失 AB1n2n1n12C1pA1sAd 若光在两介质界面上反射时的物理性质不同(物理性质不同是指一个面是外

8、反射，一个面是内反射)两反射相干光1、2之间将产生/2的附加光程差。两透射相干光1、2之间不产生/2的附加光程差。 第15页/共20页 若光在两介质界面上反射时的物理性质相同(物理性质相同是指上下两个面都是是外反射，或着都是内反射)两反射相干光1、2之间不产生/2的附加光程差。两透射相干光1、2之间将产生/2的附加光程差。 321nnnABCD1n2n1221d3n321nnn即 或 第16页/共20页nn 内反射时，折射角随着入射角的增大而增大，当折射角等于900 时，对应的入射角为 i c 。点光源.全内反射ci称作临界角。ci四、全内反射 临界角内反射：光从光密媒质入射到光疏媒质。外反射：光从光疏媒质入射到光密媒质。第17页/共20