光的反射和折射的本质是什么.doc

标题: 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(Mon Apr 3 20:13:00 2006) 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(Wed Apr 5 07:29:34 2006) (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” tan iB= ──(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