复旦大学物理电磁学2014-0422-光学3

1、大学物理1陈 唯科学楼433 电话 55665338课件访问 2 用户名：chenwei 21能量（光通量）反射比，透射比2布儒斯特角3 相位变化，半波损失4 全反射菲涅尔定理：光振幅反射比，光振幅透射比折射定律和反射定律折射定律和反射定律决定了它们的方向决定了它们的方向. .光通过不同的介质界面的折射，反射光通过不同的介质界面的折射，反射空气i1ni玻璃2nt3光的强度和振动的取光的强度和振动的取向向, , 需电磁界面条件。需电磁界面条件。( (菲涅尔公式菲涅尔公式) )tnintisinsin ttttHHEE2121 rHrE iH1n2nxyO讨论

2、电场的讨论电场的p分量分量:iEtEtH irtitr.coscoscostErEiEtrittriiEnEEn)(4讨论垂直分量讨论垂直分量E ：（：（S分量）分量）1n2niH. .tHrHiErEtExyOirt .triEEEtEniEEnttriicoscos)(菲涅尔公式菲涅尔公式: (反射振幅比反射振幅比 投射振幅比投射振幅比)5tnintninEErtitiircoscoscoscoss.coscoscos2tnininEEttiiitsintntninEErtiitirpcoscoscoscos.coscoscos2intninEEttiiitp2coscostintnit1

3、ss1pp光通量反射比光通量反射比 ，光通量透射比，光通量透射比 2n1i1n22rEEir2ssr2ppr2coscossitstintn2coscospitptintn6计算垂直入射（入射角计算垂直入射（入射角 i=0）的情况）的情况 22iiiiEvI菲涅尔定理： 振幅反射比， 振幅透射比垂直入射垂直入射: 入射角入射角 i=0 (t=0,r=0)光通量反射比光通量反射比 光通量透射比光通量透射比光通量反射比光通量反射比 ，光通量透射比，光通量透射比 tnintninEErtitiircoscoscoscossintntninEErtiitirpcoscoscoscos2)(tiitps

4、nnnn.coscoscos2intninEEttiiitp.coscoscos2tnininEEttiiits24titipsnnnn玻璃的折射率玻璃的折射率1.5，反射率？，反射率？72,coscospsitpstintn2,pspsr2coscostintnit22rEEirtnintninEErtitiircoscoscoscoss.coscoscos2tnininEEttiiitsintntninEErtiitirpcoscoscoscos.coscoscos2intninEEttiiitp0.00.51.01.5-1.0-0.50.00.51.0n1=1 n2=1.5 rs rp

5、ts tp ratio of E fieldangle of incidence1能量（光通量）反射比，透射比2布儒斯特角3 相位变化，半波损失4 全反射)sin()sin(titiEErirs.)sin(cossin2tiitEEtits,)tan()tan(titiEErirp.)cos()sin(cossin2titiitEEtitp菲涅尔公式菲涅尔公式: (反射振幅比反射振幅比 投射振幅比投射振幅比) 16.4-22,23,24,25r1ni玻璃2nt10tnintninEErtitiircoscoscoscoss.coscoscos2tnininEEttiiitsintntninEE

6、rtiitirpcoscoscoscos.coscoscos2intninEEttiiitp16.4-5,6,9,10tnintisinsin 布儒斯特角布儒斯特角2n2n线偏振光线偏振光bi1it090tibbbintnincossinsin22112tannnib布儒斯特角布儒斯特角,)tan()tan(titiEErirp1n1n0prbi11i0 玻璃玻璃片堆片堆利用布儒斯特角取得偏振光利用布儒斯特角取得偏振光布儒斯特角布儒斯特角2n线偏振光线偏振光bit1n12. . 在拍摄玻璃窗内的物体时，在拍摄玻璃窗内的物体时， 如何去掉反射光如何去掉反射光装偏振片装偏振片130.00.51.0

7、1.5-1.0-0.50.00.51.0n1=1 n2=1.5 rs rp ts tp ratio of E fieldangle of incidence外腔式激光管加装布儒斯特窗外腔式激光管加装布儒斯特窗 减少反射损失。减少反射损失。 i0i0激光输出激光输出布儒斯特窗布儒斯特窗M1M2i0i0 应用应用：141能量（光通量）反射比，透射比2布儒斯特角3 相位变化，半波损失4 全反射相位变化：相位变化： 由光疏进入光密介质由光疏进入光密介质isEipErsErpE)sin()sin(titiEErirs,)tan()tan(titiEErirptinn122ti当当入射反射有入射反射有 相

8、位差相位差16相位变化：相位变化： 由光疏进入光密介质由光疏进入光密介质isEipErsErpE)sin()sin(titiEErirs,)tan()tan(titiEErirptinn122ti当当入射反射光有入射反射光有 相位差相位差, 称称半波损失半波损失171n2niH. .tHrHiErEtExyOirt rHrE iH1n2nxyOiEtEtH i rtitrisEipErsErpEisEipErsErpE0.00.51.01.5-1.0-0.50.00.51.0n1=1 n2=1.5 rs rp ts tp ratio of E fieldangle of incidence1s

9、s1pp2ssr2ppr2coscossitstintn2coscospitptintn0.00.51.01.5-1.0-0.50.00.51.0n1=1 n2=1.5 rs rp ts tp ratio of E fieldangle of incidence0.00.51.01.50.00.81.0 _s _p _s _p ratio of energyangle of incidence1能量（光通量）反射比，透射比2布儒斯特角3 相位变化，半波损失4 全反射全内反射全内反射 从折射定理从折射定理tnniitsinsin 1itnn入射角入射角i增大，到增大，到 此时有

10、此时有由光密进入光疏介质由光密进入光疏介质itnni sin090t由由知反射系数为知反射系数为1 ，即全反射。，即全反射。当当 为全反射。为全反射。tiitnnnisin21tnintninEErtitiircoscoscoscossintntninEErtiitirpcoscoscoscos0cos t对于电磁场边界条件连续的要求，一定会有透射波。对于电磁场边界条件连续的要求，一定会有透射波。对于玻璃折射率对于玻璃折射率1.521.52，临界角临界角4141o o)/sin(exp/0tnixkieEEtitdytt12) 1)/(sin(titnikd22ttttHHEE2121透射波解：透射波解：tiitnnndL 光学隧道效应光学隧道效应23作业：右图是光线从空气入射到玻璃时反射折射光随入射角的变化曲线.请类似地画出光线从玻璃入射到空气时的情况，并再图上加以分析：0.00.51.01.5-1.0-0.50.00.51.0n1=1 n2=1