光波在介质界面上的反射和折射.ppt

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1、§1.2光波在介质界面上的反射和折射一、基本电磁规律二、反射定律和折射定律三、Fresnel公式1、s波2、p波3、全透射4、全反射5、入射角对反射系数和透射系数幅值的影响6、入射角对反射系数相位的影响四、反射率和透射率菲涅耳（法国1788-1827）•菲涅耳曾任土木工程师，1814年开始研究光学实验和理论，1823年被选为巴黎科学院院士，1825年被选为英国皇家学会会员。•菲涅耳对光的本性进行了研究，独立提出光的波动说，完成了光是横波的理论。他发展了惠更斯理论，对光的偏振和双折射现象、旋光理论都有深刻的

2、研究。2一、基本电磁规律1、场的表示i(tklr)EEe,(li,r,t)l0lkekekek,(lr,t)lxlxylyzlzkk,kir10t202、边值关系一般形式e(EEE)

3、0zirtz0e(HHH)

4、0zirtz03、相位关系kixkrxktx,kiykryktyIncidence4、幅值关系e(EE)eEReflectionz0i0rz0te(HH)eHtransmissionz0i0rz0t斯涅尔定律的推导上

5、式必须对整个界面成立。选界面为z=0的平面，则上式应对任意时刻t和交界面上的任意点坐标(y,z)都成立，因此，必须各项的指数因子中t,y,z的系数都分别相等。nEexp[i(kxkyt)]Eexp[i(kxkryyrt)]0iixiyi0rrxnEexp[i(kxkyt)]0ttxtytirtkkrxkixtxkkkiyryty取入射波矢在xz平面上，有kiy=kry=kty=0。所以反射波矢和折射波矢都在同一平面上。4二、反射定律和折射

6、定律1、基本关系kkk,kkkixrxtxiyryty令k＝0则k＝k＝0iyryty入射、反射、折射波矢量共面k＝ksin,k＝ksin,k＝ksinixiirxrrtxtt2、反射定律kkixrxir3、折射定律kknsinnsinixtx1i2t1、Fresnel公式－s波1、基本关系e(EE)eEz0i0rz0te(HH)eHz0i0rz0tEE＝E0is0rst0sHcosHcos＝Hcos0ipi0rpr0tpt2、反射系数和透射系数En

7、cosncossin()0rs112212rsEncosncossin()0is112212E2ncos2cossin0ts1112tsEncosncossin()0is112212菲涅尔（Fresnel）公式——E⊥入射面nEE0nEEE021tsisrsEEEtsisrsnHH021nHcosHcosHcos0tptipirprHcosHcosHcosipirprtpt7菲涅

8、尔（Fresnel）公式——E⊥入射面EEEisrsts边界HcosHcosHcosipirprtpt条件HE00(EE)cosiEcos1isrs2tstErsε1cosθ1ε2cosθ2n1cosθ1n2cosθ2sin(θ1θ2)Eisε1cosθ1ε2cosθ2n1cosθ1n2cosθ2sin(θ1θ2)Ets21cos12n1cos12cos1sin2E1s1cos12cos2n1cos1n2cos2sin

9、1282、Fresnel公式－p波1、基本关系e(EE)eEz0i0rz0te(HH)eHz0i0rz0tHH＝H0ip0rpt0pEcosEcos＝Ecos0ipi0rprt0pt2、反射系数和透射系数E0rpn2cos1n1cos2tan(12)rpEncosncostan()0ip211212E0tp2n1cos12cos1sin2tpEncosncossin()cos()0ip21121212菲涅尔（F

10、resnel）公式——E//入射面HHHisrsts边界EcosEcos'Ecosip1rp1tp2条件(EE)E1iprp2tpErptan(12)n2cos1n1cos2Etan()ncosncosip122112Etp2cos1sin22n1cos1Esin()cos()ncosncosip1212211210布儒斯特(Brewster)定律Ø