電磁理論邊界條件菲涅耳公式菲涅耳公式反射、折射---振幅、強(qiáng)度、能流s態(tài)—振動(dòng)矢量垂直于入射面p態(tài)—振動(dòng)矢量在入射面內(nèi)TE波—E為s態(tài)TM波—E為p態(tài)任一偏振態(tài)的入射光均可依據(jù)正交分解看作s和p兩種線偏振疊加菲涅耳公式一、光在各向同性介質(zhì)界面的反射折射E、H矢量在界面處切向連續(xù)二、菲涅耳公式（反射、折射的振幅比）TE波界面折射、反射1、光矢量垂直于入射面（S波）s光（TE波）振幅反射率振幅透射率2、光矢量平行于入射面（P波）TM波界面折射、反射E、H矢量在界面處切向連續(xù)振幅反射率振幅透射率TM波界面折射、反射3、菲涅耳公式三、

反射、透射光強(qiáng)比與能流比注意：一般介質(zhì)界面反射折射問題中，考慮不同折射率的影響光強(qiáng)反射率1.光強(qiáng)反射率光強(qiáng)透射率光強(qiáng)透射率2.能流反射率能流透射率能流比：通過界面上某一面積的入射光、反射光和折射光的功率之比能流反射率能流透射率能量守恒當(dāng)入射波電矢量取任意方位角

時(shí)若入射光為自然光，其反射比為自然光在的區(qū)域內(nèi)反射率幾乎不變，約等于正入射的值。正入射時(shí)在空氣——玻璃（n=1.52）界面反射的情況，約4%的光能量被反射。從光疏介質(zhì)射向光密介質(zhì)從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)四、三個(gè)特殊入射角度1.正入射i1

=02.布儒斯特角ib稱為布儒斯特角3.全反射臨界角（從光密介質(zhì)到光疏介質(zhì)）ic

稱為全反射臨界角結(jié)論：入射能量全部回到介質(zhì)1—全反射隨i1的增大而減小隨i1的增大而增大五、相位關(guān)系復(fù)振幅1.折射光無相移折射光永遠(yuǎn)與入射光同相模表示振幅之比，復(fù)角表示反射波、折射波相對(duì)入射波的相位變化(附加相位)。2.反射光的相位變化?全反射當(dāng)光從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)且入射角為復(fù)數(shù)全反射時(shí)，S光和P光的相移當(dāng)線偏振光入射時(shí)，全反射光一般為橢圓偏振光相移為負(fù)的幅角，因?yàn)橄辔粸閈omegat-\phi3.半波損失界面上反射波E矢量—s分量和p分量均發(fā)生振動(dòng)方向反轉(zhuǎn)光程躍變半波損失相位躍變

正向規(guī)定結(jié)論：（1）當(dāng)光波在接近正入射或掠入射下從光疏介質(zhì)與光密介質(zhì)的分界面反射時(shí)，反射光的電矢量相對(duì)于入射光的電矢量反向，產(chǎn)生了

的相位突變，有半波損失。（2）如果光波是從光密介質(zhì)入射到光疏介質(zhì)，在正入射時(shí)反射波的電矢量沒有

的相位突變，無半波損失；掠入射時(shí)發(fā)生全反射現(xiàn)象。（3）對(duì)于折射波，不論哪一種情況，電矢量都不發(fā)生位相突變。薄膜干涉時(shí)經(jīng)上下表面反射時(shí)候的半波損失反射折射引起偏振態(tài)的改變反射光：部分偏振光，垂直于入射面的振動(dòng)大于平行于入射面的振動(dòng)。折射光：部分偏振光，平行于入射面的振動(dòng)大于垂直于入射面的振動(dòng)。偏振程度與入射角有關(guān)1、光反射與折射時(shí)的偏振空氣玻璃陽光斜入射時(shí)，反射光具有明顯的偏振性質(zhì)S。用適當(dāng)?shù)钠裱坨R可減少前方太陽光通過路面（或水面）反射所致的眩目；拍攝水下景物，鏡頭前加偏振片。有反射光干擾的櫥窗在照相機(jī)鏡頭前加偏振片消除了反射光的干擾布儒斯特角：布儒斯特定律：入射角等于布儒斯特角

B時(shí)，反射光為偏振面垂直于入射面的偏振分量（即s分量），折射光為部分偏振光。2、布儒斯特定律自然光以布儒斯特角入射時(shí)的反射和折射

BE1pE1sk1

BE1s'k1'iBk2E2pE2sn2n1

①反射光和折射光互相垂直；②線偏振光以布儒斯特角入射時(shí)，若其振動(dòng)面與入射面垂直，則反射光和透射光均為振動(dòng)面垂直于入射面的線偏振光；若入射光振動(dòng)面與入射面平行，則反射光強(qiáng)度為0，即全部透射。③當(dāng)入射光以

角從n2介質(zhì)入射于界面時(shí)，此

角即為布儒斯特角。玻璃玻璃一次起偏垂直入射面的振動(dòng)僅很小部分被反射（約7.5%）所以反射偏振光很弱。一般應(yīng)用玻璃片堆產(chǎn)生偏振光，玻璃片堆可對(duì)入射光的偏振態(tài)及振幅進(jìn)行調(diào)節(jié)。利用玻璃片堆產(chǎn)生線偏振光3、玻璃片堆與布儒斯特窗玻片堆的應(yīng)用：起偏器，檢偏器，偏振分束器，偏振激光器等。

反射鏡布儒斯特窗光諧振腔布儒斯特窗的作用偏振分束器sp自然光等效于玻片堆的多層介質(zhì)膜布儒斯特定律：控制膜層厚度

S光的增反膜同時(shí)得到兩束振動(dòng)方向垂直的線偏振光示例各種光的反射和折射（起偏角

B）倏逝波1、全反射光波從光密介質(zhì)射向光疏介質(zhì)，當(dāng)入射角增大入射角到某一角度，此時(shí)沒有折射光存在，界面上所有光都返回介質(zhì)1，這種現(xiàn)象稱為全反射。當(dāng)入射角為光從水中發(fā)出，以不同的入射角射向空氣，所產(chǎn)生的折射和全反射的情形。2、倏逝波全反射的條件：n1>n2,

i

c問題：

i

c

時(shí)是否有折射光進(jìn)入光疏介質(zhì)？倏逝波的存在從實(shí)驗(yàn)上驗(yàn)證倏逝波：透射波沿界面方向傳播，振幅在垂直界面方向按指數(shù)衰減。穿透深度d：使振幅衰減為原來1/e的空間距離，為波長(zhǎng)量級(jí)物理圖像：全反射時(shí)光波透過第二介質(zhì)大約波長(zhǎng)量級(jí)的深度，并沿著界面流過波長(zhǎng)量級(jí)距離（古斯-漢森位移）后重新返回第一介質(zhì)，沿著反射光方向射出。從電磁場(chǎng)的連續(xù)條件看，倏逝波的存在是必然的。因?yàn)殡妶?chǎng)和磁場(chǎng)不會(huì)在兩介質(zhì)的界面上突然中斷，在第二介質(zhì)中應(yīng)有透射波存在，并具有特殊的形式。Dd時(shí)，發(fā)生全反射；D<d時(shí)，反射光減弱，光會(huì)穿過空氣隙從第二個(gè)棱鏡出射；3、受抑全反射(光子隧道效應(yīng)