菲涅尔反射公式研究

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1、菲涅尔反射公式的研究张林棋陈海滨（08级物理学一班）菲涅尔反射公式的研究张林棋陈海滨（08级物理学一班）摘要光波在不同介质界面发生反射和折射式，入射波、反射波、折射波的振幅、相位、能流密度等均可以使用菲涅尔公式得到很好的解决，本文主要通过Pascal实验室来进行菲涅尔反射公式的研究的。关键词菲涅尔反射P光S光反射系数布儒斯特角分类号1引言本文的内容是研究菲涅尔反射公式及其曲线规律，通过pascal实验仪器，完成整个实验的测量。2原理光波通过两种均匀透明的介质分界面时会发生反射和折射。在任何时刻，入射波和反射波的电矢量，一个平行于入射面（用指标P表示）。一个垂直与入射面（用

2、指标S表示）。角和、分别表示入射角、反射角和折射角。以和分别表示两种透明介质的折射率，以、及来依次表示入射波、反射波和折射波电矢量的振幅，它们的分量应表示为、、和、、如图1所示.根据光的电磁理论可得菲涅尔反射公式：=（1）=（2）由于光强正比与电矢量的振幅,则反射光强和入射光强之比为（3）（4）式中，、和、依次为入射光平行分量的光强和垂直分量的光强、反射光平行分量的光强和垂直分量的光强，和分别为介质对光的平行分量的反射系数和垂直分量的反射系数。确定偏振片的偏振方向及反射玻璃的折射率，可以采用布儒斯特定律。假定我们将平行与入射平面的线偏振光称之为光，则光的入射角为布儒斯特角

3、时，光的反射光强为零，满足下式：（5）由实验测出，利用式（5）计算出。根据（3）和（4），做出理论曲线。可用（5）计算出折射率。在确定光入射角为布儒斯特角时，也确定了偏振片的偏振方向。3实验方法（1）实验装置图如图2，在实验前，确保仪器符合光路要求，例如激光水平，对准狭缝，设置pascal实验室端口。做好实验准备。（2）通过改变D型棱镜的角度来改变入射角的角度，用偏振片来获得P光和S光，而后通过pascal实验室端口采集数据。（3）用pascal实验室来处理所采集的数据，绘制出Rp-i，和Rs-i图像，如图（4）用orgin软件绘制理论的Rp-i，和Rs-i图像，与实验所

4、的图像在同一坐标系中相比较，如图4实验结论及分析（1）观察强度反射率曲线，可以看出，随着入射角的增大，s分量和p分量的变化时不同的，s分量的强度反射率总是单调上升的，但p分量的强度先是下降，在某个特殊角度iB出下降到0，尔后上升。当入射角i趋于90°时，p，s两个分量的反射率都急剧增大到100％，而使p分量反射率接近于为零的入射角iB我们称为布鲁斯特角。（1）对比理论的反射曲线和实际实验测定的反射曲线可以发现，曲线大致趋势是一样的。相比于理论曲线，实际的曲线要偏低一点，产生这种误差的可能原因是：由于入射光线没有完全进入光传感器。5参考文献【1】赵凯华，钟锡华，光学，北京大

5、学出版社，1982165【2】杨军，许丽萍，温延敦，寻常光在单轴晶体内表面上的反射系数，华北工学院理学系2003【3】唐伟跃，刁振琦，王杰芳，用菲涅尔公式分析光学中的几个问题，郑州大学基础医学院，2002【4】陶志伟，李萍，光以布儒斯特角入射是折射光的偏振度，云南民族学院学报，1999