Полезное:
Как сделать разговор полезным и приятным
Как сделать объемную звезду своими руками
Как сделать то, что делать не хочется?
Как сделать погремушку
Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами
Как сделать идею коммерческой
Как сделать хорошую растяжку ног?
Как сделать наш разум здоровым?
Как сделать, чтобы люди обманывали меньше
Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили?
Как сделать лучше себе и другим людям
Как сделать свидание интересным?
Категории:
АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника
Отражение и преломление света на базе электромагнитной теории
|
|
2.1. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТРАЖЕНИЯ И ПРОПУСКАНИЯ СВЕТА
При прохождении света через границу раздела двух прозрачных сред наблюдается отражение и преломление света. При этом различают три вида отражений:
1.
 |
Зеркальное – когда отражённый луч в точности соответствует закону отражения. Такое отражение наблюдается при идеально отражающих поверхностях.
2. Диффузное отражение – когда отражённые лучи распространяются во всех направлениях. Такое отражение наблюдается в матовых (молочных) областях.
 |
3.
 |
Смешанное отражение – зеркально-диффузное.
 |
В дальнейшем будем рассматривать только зеркальное отражение.
f
 |
Согласно ГОСТу углы падения, отражения, преломления обозначаются так:
f Для оптических прозрачных сред 
® 
(2.1)
Между магнитными и электрическими векторами существует связь, что
(2.2)
f На границе двух диэлектриков всегда выполняется граничное условие:
 |  | ||
(2.3)
Из закона сохранения энергии следует, что интенсивность падающего луча будет равна:
(2.4)
– коэффициент отражения
Коэффициент пропускания:
Из формулы (2.4):
(2.5)
(2.6)
Закон отражения:
2.2. ХАРАКТЕРИСТИКИ ОТРАЖЁННОЙ И ПРЕЛОМЛЁННОЙ ВОЛН
ПРИ НОРМАЛЬНОМ ПАДЕНИИ НА ГРАНИЦУ ДВУХ ДИЭЛЕКТРИКОВ
Пусть на границу двух диэлектриков с показателями преломления n1 и n2 нормально падает плоская монохроматическая волна. Определим характеристики отражённой и преломлённой волн и коэффициенты преломления и отражения, если 
.
 |
Пусть плоская граница раздела двух сред совпадает с плоскостью yz, а падающая световая волна распространяется вдоль оси х.
Пусть световой вектор 
падающей волны направлен вдоль оси у. Свяжем с падающим, отражённым и преломлённым волнами тройки векторов: 
, 
, 
Запишем уравнение для электрического и магнитного векторов падающих, отражённых и преломлённых монохроматических волн.
Из (2.2):
|
Запишем граничные условия для волн (2.7), когда 
:
|
Подставим (2.7) в (2.8), когда :
(2.9)
(2.10)
Уравнение (2.9) должно быть справедливо, выполнятся в любой момент времени t. Это возможно в том случае, когда:
(2.11)
Из этого следует, что при отражении и преломлении света частота волны не изменяется.
С учётом этого уравнения (2.9) и (2.10) запишутся в виде:
|
Из системы уравнений (2.12) определим амплитуды отражённой и преломлённой волн.
(2.13)
(2.14)
Введем понятие амплитудных коэффициентов отражения и пропускания:
, (2.15)
, (2.16)
Формулы (2.13-2.16) называются амплитудными формулами Френеля.
Проанализируем измерения фазы световой волны при преломлении и отражении. Из формул (2.13) и (2.16) следует что:
1. t>0, n1, n2≥1, это означает что амплитуда падающей волны и преломленной имеет одинаковые знаки, а фаза волны при этом не изменяется φ0=φД
2. Из (2.14) и (2.15) следует:
2.1 если n1>n2, то ρ>0, φ0=φR
2.2 если n1<n2, то ρ<0, Е00 и ЕR0 имеют разные знаки, а φ0=φR+π (2.17)
Это означает что при отражении света от оптически более плотной среды (воздух-стекло), фаза отраженной волны изменяется на ∆φR=φ0-φR=π. Или разность хода между падающими и отраженными лучами изменяется на π/2.
φ=(2π/λ)·d
∆φ=π=(2π/λ)·∆d
∆d=λ/2
Иногда такое явление называют скачком фазы или потерей пол длины волны.
Date: 2015-05-18; view: 709; Нарушение авторских прав