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(知識點)化學實驗基本知識:全反射時光波

2023-11-21 07:18:23綜合其它85

在全反射條件下,兩個份量有不同的位相變化,兩份量的位相差為當入射角為臨界角或900時,兩份量的位相差為0,若入射光為線偏振,反射光也為線偏振。三、相位變化當入射角小于臨界角時,兩份量的位相差不為0或,反射光為橢圓偏振。全反射時,相移與入射角的關系因而,改變入射角可改變反射光的偏振光態實驗表明,在全反射歲月波不是絕對地在界面上被全部反射回第一介質,而是透過第二介質約一個波長數目級的深度,并順著界面流過波長量級距離后重新返回第一介質,順著反射光方向射出。這個順著第二介質表面流動的波稱為隱失波。從電磁場的連續條件看,隱失波的存在是必然的。由于電場和磁場不會在兩介質的界面上忽然中斷,在第二介質中應有透射波存在,并具有特殊的方式。四、隱失波透射函數中已無實數意義.波函數化為:波沿x方向傳播*穿透深度—第二介質中,波的振幅衰減到最大值的1/e時的深度空域中迅速衰減的波—隱失波波的振幅隨z的降低呈指數衰減:介質1中的波長隱失波的波長*借助三棱鏡,可以(a)改變路徑的方向,(b)使看見的物體變為倒立,(c)同時改變路徑的方向和使像變為倒立。許多光學儀器借助全反射來改變光線的傳播方向和使像倒轉。00P物理好資源網(原物理ok網)

(a)(c)(b)五、全反射應用舉例光導纖維光纖可傳導光能,傳遞光學圖像,弄成各類光纖傳感,在醫學(用于醫療診病用的內視鏡)、精密檢測、計算機以及光纖通訊等方面得到廣泛應用。光借助全反射可在彎曲的光纖內行進。借助倏逝波特點形成的受抑全反射效應能制成光調制器或光輸出耦合器。二、菲涅耳公式表示反射波、折射波與入射波的振幅和位相關系1.E為s波,H為p波的菲涅耳公式s態—振動矢量垂直于入射面p態—振動矢量在入射面內規定:把分解為s波和p波,S份量與p份量互相獨立*光波的震動面是指電場矢量的方向與入射光線組成的平面。*任一方位震動的光矢量E都可以分解成相互垂直的兩個份量。*光波的入射面是指界面法線與入射光線組成的平面。對任一光矢量,只要分別討論兩個份量的變化情況就可以了。稱平行于入射面震動的份量為光矢量的p份量,記為EP。稱垂直于入射面震動的份量為光矢量的s份量,記為ES。二、菲涅耳公式E、H矢量在界面處切向連續反射和折射不改變E、H的震動態1.E為s波,H為p波的菲涅耳公式S波的振幅反射系數S波的振幅透射系數2.E為p波,H為s波的菲涅耳公式P波的振幅反射系數P波的振幅透射系數即振幅反射率振幅透射率s波振幅反射率振幅透射率p波*借助關系菲涅耳公式*對于的垂直入射的特殊情況,可得相對折射率菲涅耳公式給出反射波或折射波與入射波的振幅的相對變化,用振幅反射、透射系數來表示,并隨入射角而變。00P物理好資源網(原物理ok網)

三、菲涅耳公式的討論菲涅耳公式以入射角表示:由菲涅耳公式分別得到n?n?兩種情況下的r、t~θ?曲線當時,即掠入射時,即沒有折射光波。當時,即垂直入射時,都不為零,表示存在反射波和折射波。(1)n?n?的情況(3)相位變化隨著θ1的變化會出現正值或負值的情況,表明所考慮的兩個場同相位(振幅比取正值),或則反相位(振幅比取負值)怎么判斷光的折射和反射,相應的相位變化或是零或是布儒斯特(D.)角全反射臨界角從光密到光疏????n1n2??對于折射波,都是正值,表明折射波和入射波的相位總是相同,其s波和p波的取向與規定的正向一致,光波通過界面時,折射波不發生相位改變。對于反射波,要分辨n1>n2和n1n2推論:當平面波在接近正入射或掠入射下從光疏介質與光密介質的分界面反射時,反射光的電矢量相對于入射光的電矢量形成了的相位突變(半波損失:反射時損失了半個波長)。假如光波是從光密介質入射到光疏介質,在正入射時反射波的電矢量沒有的相位突變,掠入射時發生全反射現象。對于折射波,不論哪一種情況,電矢量都不發生位相突變。(4)反射率和透射率反射波、折射波與入射波的能量關系?考慮界面上一單位面積,設入射波、反射波和折射波的光強分別為通過此面積的光能為入射波反射波透射波界面上反射波、透射波的能流與入射波能流之比為當不考慮介質的吸收和散射時,依據能量守恒關系P波和s波的反射比和透射比表示式為同樣有若入射光為自然光,可把自然光分成s波和P波,它們的能量相等,都等于自然光的一半,因而,反射率為自然光在的區域內反射率幾乎不變,約等于正入射的值。00P物理好資源網(原物理ok網)

正入射時,對于構造復雜的光學系統,雖然接近于正入射下入射,因為反射面過多,光能量的損失也很嚴重。比如,一個包含6塊透鏡系統,反射面12面,若n=1.52,光在各面入射角很小怎么判斷光的折射和反射,透過這一系統的光能量為W1為入射光能量,因為反射而損失的能量占41%。為降低光能量損失,近代光學技術普遍采用在光學器件表面鍍增透膜。諸如:在空氣——玻璃(n=1.52)界面反射的情況,約4%的光能量被反射。小結光在介質界面上有反射和折射現象:1)反射或透射光波的振幅、強度、能流可通過菲涅爾公式進行估算;2)由菲涅爾公式可知,當平面波在接近正入射或掠入射,從光疏介質與光密介00P物理好資源網(原物理ok網)

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