光的反射和折射的本质是什么.doc

发信站:南京大学小百合站(MonApr320:13:002006)各位好!小可有个问题困扰很久了,想请教大家:光的反射和折射的本质是什么?教科书上讲,因为光是一种波。我觉得应该还没有说到本质上。那么,最最深层的物理本质是什么呢?望达人赐教。我第二个问题是,布儒斯特角的物理机制是什么?教科书上只讲了光从光密介质传到光疏介质时,若折射和反射波成九十度,平行极化波将没有反射波,这就是布儒斯特角。但是这里都假设介质是电介质。于是,我就有一个问题了,光在磁介质间传播时,会不会也出现布儒斯特角呢?为什么呢?谢谢大家!--※来源:.南京大学小百合站.[FROM:][本篇全文][回复本文][本篇作者:pangen][本篇人气:63]1发信人:pangen(潘根),信区:Physics标题:Re:请教大家:光的反射和折射的本质是什么?发信站:南京大学小百合站(WedApr507:29:342006)(一)关于反射和折射的物理图象○光波是电磁波。介质是由正负电荷微粒构成的。○介质分子的电矩在光波的周期性电磁力作用下发生受迫振动,成为子波源。○各子波源虽是分离的,但相隔的距离要比光波的波长小2~3个数量级,比光束的横向相干尺度也要小很多个数量级,因而它们在宏观上的分布可以认为是连续的。○子波是球面波。在不同的介质中有不同的波速,因而界面处的子波源向两侧提供的子波的波面都是半球面。○邻近的子波源是相干的,因而子波叠加后可以在小范围内得到平面波。反射光线和折射光线都是在波面的法线方向上。根据这种特点,可以导出反射定律和折射定律。(二)关于布儒斯特定律○反射定律和折射定律只能分别描述反射线和折射线的方向,不能描述反射线和折射线的强度。如果要了解反射线和折射线的强度,那就需要考虑能量守恒原理,界面反射出的和折射出的能量之和应等于同一时间里的入射能量。○光波是横波,有两个彼此正交的偏振方向。在研究反射和折射现象时,可根据入射面的法线方向把入射光的电场矢量分解为“平行分量”和“垂直分量”。这两个分量是彼此独立的,因而分别遵守能量守恒原理。○不论是“平行分量”还是“垂直分量”,反射线和折射线的强度(或振幅)之比都是入射角i的函数。就“平行分量”而言,当i等于某个特殊值iB(B是脚标)时,反射系数能够等于零,意味着此时出现“全折射”;就“垂直分量”而言,不论i取何种值,反射系数和折射系数都不可能等于零,意味着“垂直分量”的反射线和折射线总是同时存在的。○自然光中含有“平行”和“垂直”两种成分。当它以i=iB的角度入射时,反射光中只含“垂直”成分,意味着它是完全偏振光,因而iB被称为“起偏角”。○1811年,英国物理学家布儒斯特用经验归纳法得到n”taniB=──(1)n’此结论被称为布儒斯特定律,因而起偏角iB又名布儒斯特角。n”/n’是相对折射率(第二种介质相对于第一种介质而言的折射率),n’和n”分别是第一种介质和第二种介质的绝对折射率。作为经验定律,公式(1)只能保证在实验精度范围内是正确的,没有理由说它是严格的。○1818年,法国物理学家菲涅耳利用“光以太”模型创立了波动光学。利用菲涅耳的反射折射公式能导出布儒斯特公式(1)。光学教科书上都说菲涅耳反射折射公式是严格的基本公式,因而由它推出的布儒斯特公式也被认为是严格的。我估