2. 4 反射率及透射率的相位特性.ppt

* 2. 4 反射率和透射率的相位特性 (the phase characteristics of reflection and refraction) 前面已经指出，菲涅耳公式描述了反射光、衍射光与入射光之间的振幅和相位关系。 现在，我们从菲涅耳公式出发，进一步讨论反射光和折射光的相位持性。 2. 4 反射率和透射率的相位特性 (the phase characteristics of reflection and refraction) 当平面光波在透明介质界面上反射和折射时，由于折射率为实数，菲涅耳公式中不会出现虚数项,反射系数 r 和透射系数 t 只能取正、负值。 因此，反射光和折射光电场的 s、p 分量不是与入射光同相就是反相。 1．折射光与入射光的相位关系 不论光波以什么角度入射至界面，也不论界面两侧折射率的大小如何，s 分量相 p 分量的透射系数总是取正值，因此，折射光总是与入射光同相位。 ?1 0 30 60 90 -1.0 -0.5 0 0.5 1.0 tp ts rp rs ?B 56.3 n1=1.0, n2=1.5 n1=1.5, n2=1.0 n1=1.5, n2=1.0 2．反射光与入射光的相位关系 反射光与入射光的相位关系比较复杂。下面，首先讨论反射和入射光中 s、p 分量的相位关系，然后讨论反射光和入射光的相位关系。 ?1 0 30 60 90 -1.0 -0.5 0 0.5 1.0 tp ts rp rs ?B 56.3 n1=1.0, n2=1.5 n1=1.5, n2=1.0 n1=1.5, n2=1.0 1）反射光和入射光中 s、p 分量的相位关系 （1）光波由光疏介质射向光密介质 (n1 n2) 反射系数 rs 0，说明反射光中的 s 分量与入射光中的 s 分量相位相反。 ?1 0 30 60 90 -1.0 -0.5 0 0.5 1.0 tp ts rp rs ?B 56.3 n1=1.0, n2=1.5 反射系数 rs 0，说明反射光中的 s 分量与入射光中的 s 分量相位相反，或者说反射光中的 s 分量相对入射光中的 s 分量存在一个? 相位突变，这即为下图所表示。 ?1 ?B 0 ?/2 ? ?rs （1）光波由光硫介质射向光密介质 (n1 n2) 而 p 分量的反射系数 rp 在?1 ?B 范围内，rp 0，说明反射光中的 p 分量与入射光中的 p 分量相位相同； ?1 0 30 60 90 -1.0 -0.5 0 0.5 1.0 tp ts rp rs ?B 56.3 n1=1.0, n2=1.5 （1）光波由光硫介质射向光密介质 (n1 n2) 在?1 ?B 范围内，rp 0，说明反射光中的 p 分量相对入射光中的 p 分量有 ? 相位突变，此相位特性如右图所示。 ?1 ?B 0 ?/2 ? ?rs （1）光波由光硫介质射向光密介质 (n1 n2) 入射角?1 在 0 到?c 的范围内，s 分量的反射系数 rs0，说明反射光中的 s 分量与入射光中的 s 分量同相位，正如右图所示。 （2）光波由光密介质射向光疏介质 (n1 n2) ?1 0 30 60 90 -1.0 -0.5 0 0.5 1.0 rp rs ?B 33.7 n1=1.5, n2=1.0 ?C 41.8 ?1 ?B 0 ?/2 ? ?rs ?C p 分量的反射系数 rp 在?1 ?B 范围内，rp 0，说明反射光中的 p 分量相对入射光中的 p 分量有 ? 相位突变，如右图所示。 （2）光波由光密介质射向光疏介质 (n1n2) ?1 0 30 60 90 -1.0 -0.5 0 0.5 1.0 rp rs ?B 33.7 n1=1.5, n2=1.0 ?C 41.8 ?1 ?B 0 ?/2 ? ?rs ?C 而在?B ?1 ?c 范围内，rp 0 说明反射光中的 p 分量与入射光中的 p 分量相位相同，如右图所示。 （2）光波由光密介质射向光疏介质 (n1n2) ?1 0 30 60 90 -1.0 -0.5 0 0.5 1.0 rp rs ?B 33.7 n1=1.5, n2=1.0 ?C 41.8 ?1 ?B 0 ?/2 ? ?rs ?C 2）反射光与入射光的相位关系 为了正确确定在界面入射点处的反射光（合成）场与入射光（合成）场的相位关系，必须考虑下图所示的 s、p 分量光电场振动正方向的规定。 kt kr ki O ?2 ?1 ?2 Ers Erp Ers Erp Erp Ers n1 n2 （1）小角度入射的反射持性 ① n1 n2 为明显起见，我们 考察 ?1= 0(或?1非零,小角度入射) 的正入射情况，有 ?1 0 30 60 90 -1.0 -0