反射率和透射率.ppt

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1、1.2.3反射率和透射率现在，进一步讨论反映它们之间能量关系的反射率和透射率。在讨论过程中，不计吸收、散射等能量损耗。菲涅耳公式给出了入射光、反射光和折射光之间的场振幅和相位关系。如图，若有一个平面光波以入射角θ1斜入射介质分界面，平面光波的强度为Ii，则每秒入射到界面上单位面积的能量为：Wi=Iicos111n2n1cos2cos1cos1应用光强和振幅之间的关系：同理，反射光和折射光的能量表示为：由此得到反射率、透射率分别为：将菲涅耳公式代入，即可得到入射光中s分量和p分量的反射率表示式分别为：s分量和p分量的透射率表示式分别为：由反射

2、率公式得到决定光在界面上的反射、透射特性的因素有：入射光偏振态入射角两侧折射率过程能量守恒R随入射角θ1的变化关系11n1n2RsRp讨论1.可见：一般小角度入射和大角度入射(掠入射)时：正入射(1=0)时：n1=1讨论2.布儒斯特定律当θ1=θB时，Rs和Rp相差最大，且Rp=0，在反射光中不存在p分量。根据菲涅耳公式θB+θ2=90θB称为布儒斯特(Brewster)角。例如，当光由空气射向玻璃时，n1=1，n2=1.52，布儒斯特角θB=5640′利用折射定律，可得该特定角度满足：1.2.4反射和折射的相位特性折射光与入

3、射光的相位关系2.反射光与入射光的相位关系由图可以看出，在入射角从0到90的变化范围内，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分量和p分量的透射系数t总是取正值，因此：折射光总是与入射光同相位。1.折射光与入射光的相位关系tptsθ1θB2.反射光与入射光的相位关系1)反射光和入射光中s、p分量的相位关系2)反射光和入射光的相位关系3)薄膜上下表面的反射1)反射光和入射光中s、p分量的相位关系0rs/2B1s分量rs＜0，s分量反相，或者说存在一个相位突变，即rs=0rp/2B1p分量1B,

4、rp>0，p分量同相(rp=0)；1>B,rp0，p分量有相位突变(rs=)(a).光由光疏到光密(n1n2)0rp/2B1p分量C0rs/2B1s分量C1<B，rp<0，p分量有相位突变(rp=)；B<1<C，rp0，p分量同相01<C，rs0，说明反射光中的s分量与入射光中的s分量同相位rsrpθB2)反射光和入射光的相位关系前面讨论了反射光中s、p分量的相位情况。下面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。

5、仅考虑小角度和大角度入射的反射特性n1>n2：rs>0，rp<0。反射光的s分量和p分量均与入射光相同，因此合成光与入射光矢量同向，无相位突变。n10。反射光的s分量和p分量均与入射光相反，因此合成光也与入射光矢量反向，产生相位突变，即半波损失。n1>n2n2n1小角度入射的反射特性若n1

6、rs

7、=

8、rp

9、,rs<0，rp<0。因此，在入射点处，入射光矢量Ei与反射光矢量Er方向近似相反，即掠入射时的反射光在n1

10、性：n1B3)薄膜上下表面的反射rstptsrpθBrsrpθBCn1>n2n2n1n11>B3)薄膜上下表面的反射rstptsrpθBrsrpθBC1<Bn2n1n11.2.5反射和折射的偏振特性1.偏振度完全非偏振光(自然光)部分偏振光完全偏振光——各个振动方向上的振幅在观察时间内的平均值相等，初相位完全无关。——各个振动方向上的振动强度不相等。——有确定不变或有规则变化的振动方向。（线偏振光、椭圆偏振光、圆偏振光）完全非偏振光Ws=Wp部分偏振光WsWp完全偏振光Ws=0或W

11、p=0光波能量可表示为：W=Ws+Wp将任意光场矢量看作两正交分量的叠加如s分量和p分量P=00P1P=1偏振度定义为：IM和Im分别为两正交方向所对应的最大和最小光强。2.反射和折射光的偏振特性入射能量Wi=Wis+Wip，且Wis=Wip反射光偏振度：——自然光折射光偏振度：自然光的反射、折射和偏振特性：(1)正入射和掠入射时：Rs=Rp，Ts=Tp。反射光和折射光均为自然光。(2)一般斜入射时：RsRp0，TsTp0。反射光和折射光均为部分偏振光。自然光的反射率自然光的反射、折射和偏振特性：(3)以1=B入射时：Rp=0，Pr=1。

12、反射光为完全偏振光，折射光为部分偏振光。例：光由空气射向玻璃B=5640；R