電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射課件

§2.電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射

電磁波入射到介質(zhì)界面上，會發(fā)生反射、折射現(xiàn)象(如光入射到水面、玻璃面)。反射、折射定律有兩個方面的問題：（1）入射角、反射角和折射角之間的關(guān)系問題；（2）入射波、反射波和折射波振幅和相位的變化關(guān)系。反射、折射既然發(fā)生在界面上，就屬于邊值問題。從電磁場理論可以導(dǎo)出反射和折射定律，也從一個側(cè)面證明麥?zhǔn)戏匠痰恼_性。機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束§2.電磁波在介質(zhì)界面上的反射和折射電磁波入射到介一、反射和折射定律1．電磁場的邊值關(guān)系機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束2．反射、折射定律的導(dǎo)出過程（1）假設(shè)入射波為單色平面電磁波，反射、折射電磁波也為平面電磁波一、反射和折射定律1．電磁場的邊值關(guān)系機(jī)動目錄上（2）波矢量分量間的關(guān)系且

和

在一個平面內(nèi)機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束證明在界面上z=0,x，y任意（2）波矢量分量間的關(guān)系且和在一機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束因?yàn)槿我?，要使上式成立，只?/p>

同理可以證明兩邊除以

兩邊對x求偏導(dǎo)機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束因?yàn)闄C(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束（4）入射、反射、折射波矢與z軸夾角之間的關(guān)系因此反射、折射波矢也在

平面（3）入射波、反射波、折射波在同一平面入射波在

平面且平面電磁波在兩種介質(zhì)中的相速機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束（4二、振幅和位相的關(guān)系1．垂直入射面（平面）機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束二、振幅和位相的關(guān)系1．垂直入射面（平面）機(jī)動機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束[Ⅰ]

③①機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束[Ⅰ2．平行入射面（）

入射面，假定與方向相同機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束由邊值關(guān)系得：[Ⅱ]

3．在任意方向，可以分解為2．平行入射面（）入射4．相位關(guān)系分析（1），從光疏煤質(zhì)到光密煤質(zhì)但是與總是同相位。機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束4．相位關(guān)系分析（1），從光疏煤質(zhì)到光密（2），從光密煤質(zhì)到光疏煤質(zhì)但與相位總是相同機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束結(jié)論：（1）入射波與折射波相位相同，沒有相位突變；（2）入射波與反射波在一定條件下有相位突變。（2），從光密煤質(zhì)到光疏煤質(zhì)但與機(jī)動5．偏振問題

這樣，反射和折射波就被變?yōu)椴糠制窆猓ǜ鱾€方向上大小不完全相同）。（2）布儒斯特定律：若則反射波，即反射波只有分量；若自然光入射，則反射波為完全線偏振波。（1）入射為自然光（兩種偏振光的等量混合，在各個方向上均相同，）即由菲涅爾公式5．偏振問題這樣，反射和折射波就被變?yōu)椴糠制窆猓?．正入射（）的菲涅爾公式機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束補(bǔ)充作業(yè)：從邊值關(guān)系導(dǎo)出正入射的菲涅爾公式6．正入射（）的菲涅三．全反射1．全反射現(xiàn)象特別是當(dāng)時，折射定律的原形式將失去意義，這時一般觀察不到折射波，只有反射波，因而稱作全反射。實(shí)際上仍然有波透射入第二種介質(zhì)，但是透射波僅僅存在于界面附近薄層中。機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束折射定律折射波沿界面?zhèn)鞑ト瓷?．全反射現(xiàn)象特別是當(dāng)時，折射2．全反射情況下的表達(dá)式設(shè)為全反射情況下的平面波解，仍然假定入射波在平面，即，（但）①

全反射條件為，由①、②得機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束因②2．全反射情況下的表達(dá)式設(shè)機(jī)動目錄上頁下頁返回結(jié)束復(fù)數(shù)3．折射波的特點(diǎn)①折射波在全反射時沿軸傳播