《菲涅耳公式推导》PPT课件.ppt

Lecture 8,2.10 光在界面上的反射和折射,1.菲涅耳公式,2.光强、能流的反射率和透射率,3.Stocks倒逆关系,第八讲,1.菲涅耳公式,当光通过不同的介质界面时,入射光分为反射光和折射光两部分,折射定律和反射定律决定了它们的方向,而这两部分光的强度和振动的取向,则需要用电磁理论来讨论.,光是电磁波，在两种介质的分界面，要满足电磁场边界条件（假设两介质为电介质）：电矢量切向分量连续 磁矢量切向分量连续,光在介质界面上反射和折射时,其平行于入射面的分量(又称平行分量,用p表示,或简称p分量)，与垂直于入射面的分量(又称垂直分量,用s 表示,或简称s分量)的行为不同.,将振动矢量分解为垂直和平行与入射面的S分量和P分量。P、S和k构成右手正交系，局部坐标系，也称“随线坐标系”。,k1,k2,k1,规定s分量沿y方向为正。图示为各个分量的正方向。,讨论电场的p分量:,再根据,先确定入射面内E1p方向,随后由“随线坐标”定,确定,由边界条件,各切向分量之间关系可表示为,(1),(2),根据,且透明介质有,因此上面(2)式可变为,即,(3),联立(1),(3),并利用,得 p 分量,振幅反射比:,振幅透射比:,解得 s 分量的振幅反射比:,振幅透射比:,同理有：,.,.,讨论S分量：,2.光强、能流的反射率和透射率,光强反射率和透射率,由光强公式，,定义光强的反射率：,定义光强的透射率：,能流W=IS，这里S为光束的横截面积。由反射定律和折射定律可知，反射光束与入射光束的横截面积相等，而折射光束与入射光束横截面积之比是：,S,能流反射率和透射率,R,R,T,T,分别为入射光，反射光和折射光能流.,定义:,根据能量守恒，入射光，反射光和折射光能流满足：,（3）Stocks倒逆关系,菲涅耳公式,1.Es 和 Ep 是同一矢量 E 的 s 分量和 p 分量。频率相同。可以表瞬时量，也可表复振幅；p247,2.正负随规定不同而不同，物理实质不变；,3.S 分量与 p 分量相互独立。,