1、第四章第二節(jié),西華師范大學(xué) 重點(diǎn)建設(shè)課程,電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射,2. 電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射,電磁波入射到介質(zhì)界面上，會(huì)發(fā)生反射、折射現(xiàn)象(如光入射到水面、玻璃面)。 反射、折射定律有兩個(gè)方面的問題： （1）入射角、反射角和折射角之間的關(guān)系問題； （2）入射波、反射波和折射波振幅和相位的變化關(guān)系。 反射、折射既然發(fā)生在界面上，就屬于邊值問題。從電磁場(chǎng)理論可以導(dǎo)出反射和折射定律，也從一個(gè)側(cè)面證明麥?zhǔn)戏匠痰恼_性。,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,一、反射和折射定律,1電磁場(chǎng)的邊值關(guān)系,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,2反射、折射定律的導(dǎo)出過程,（1）假設(shè)入射波為單色平面

2、電磁波，反射、折射電磁波也為平面電磁波,（2）波矢量分量間的關(guān)系,且 和 在一個(gè)平面內(nèi),機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,證明,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,（4）入射、反射、折射波矢與z軸夾角之間的關(guān)系,二、振幅和位相的關(guān)系,1 垂直入射面（ 平面）,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,2 平行入射面（ ）,入射面，假定 與 方向相同,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,由邊值關(guān)系得：,3 在任意方向，可以分解為,4相位關(guān)系分析,（1） ，從光疏煤質(zhì)到光密煤質(zhì),但是 與 總是同相位。,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回

3、 結(jié)束,（2） ，從光密煤質(zhì)到光疏煤質(zhì),但 與 相位總是相同,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,5偏振問題,這樣，反射和折射波就被變?yōu)椴糠制窆猓ǜ鱾€(gè)方向上 大小不完全相同）。,（2）布儒斯特定律：若 則反射波 ， 即反射波只有 分量； 若自然光入射，則反射波為完全線偏振波。,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,由菲涅爾公式,6正入射（ ）的菲涅爾公式,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,補(bǔ)充作業(yè)：從邊值關(guān)系導(dǎo)出正入 射的菲涅爾公式,三全反射,1全反射現(xiàn)象,特別是當(dāng) 時(shí)，折射定律的原形式將失去意義，這時(shí)一般觀察不到折射波，只有反射波，因而稱作全反射。實(shí)際上仍然有波透射入第二種介質(zhì)，但是透射波僅僅存在于界面附近薄層中。,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,折射定律,2全反射情況下 的表達(dá)式,全反射條件為 ，由 、 得,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,3 折射波的特點(diǎn),4全反射情況下振幅和相位關(guān)系,機(jī)動(dòng) 目錄 上頁 下頁 返回 結(jié)束,垂直入射