1、4.2 电磁波在介质界面上的反射和折射电磁波入射到介质界面上,会发生反射、折射现象 (如光从空气中入射到水面、玻璃面 )。反射、折射定律有两个方面的问题:( 1)入射角、反射角和折射角之间的关系;( 2)入射波、反射波和折射波振幅比和相对相位。一、反射和折射定律一、反射和折射定律1电磁场的边值关系只有旋度方程独立12反射、折射定律的导出过程( 1)假设入射波为单色平面电磁波,反射波、折射波也为平面电磁波( 2)波矢分量间的关系为且 和 在一个平面内证明 :2在界面上 z= 0, x, y 任意,有因为 任意,要使上式成立,只有 同理可以证明 两边除以 两边对 x求偏导3( 4)入射、反射、折射
2、波矢与 z轴夹角之间的关系因此反射、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 平面即:入射角等于反射角在同一介质 1中4入射角的正弦与折射角的正弦之比为常数 5二、 振幅关系 菲涅耳公式1 垂直入射面( 平面)6菲涅耳公式72 平行入射面入射面,假定 与 方向相同菲涅耳公式 垂直于入射面偏振的波与平行于入射面偏振的波的反射和折射行为不同 83 在任意方向,可以分解为9在 垂直入射面情形下,从光疏介质到光密介质,即4相位关系即电磁波反射时发生相位突变,反射波与入射波反相,相位差为 ,相当于损失了半个波长的相位,故称为反射过程中的 半波损失半波损失: 光从光疏介质射向光密介质时的反射过程中,反射光在离开反射点时的振动方向相对于入射光到达入射点时的振动方向恰好相反的现象10