2.4反射率和透射率的相位特性(精)

1.0 0.5 0
rs
C B 41.8
33.7 30 60
rs

-0.5
rp
0
-1.0 n1=1.5, n2=1.0
90
1
0
B C /2
1
（2）光波由光密介质射向光疏介质 (n1>n2)
而在B < 1 <c 范围内，rp > 0 说明反射光中的 p 分量与入射光中的 p 分量相位相同，如右图所示。
1.0 0.5 0
rs
C B 41.8
33.7 30 60
rs

-0.5
rp
0
-1.0 n1=1.5, n2=1.0
90
1
0
B C /2
1
2）反射光与入射光的相位关系
为了正确确定在界面入射点处的反射光（合成）场 与入射光（合成）场的相位关系，必须考虑下图所 示的 s、p 分量光电场振动正方向的规定。
-1.0 n1=1.0, n2=1.5
90
1
0.4 0.0 0 10 20 30 40 50
n1=1.5, n2=1.0
1）反射光和入射光中 s、p 分量的相位关系
（1）光波由光疏介质射向光密介质 (n1< n2) 反射系数 rs< 0，说明反射光中的 s 分量与入射光中的 s 分量相位相反。
1.0
2. 4 反射率和透射率的相位特性 (the phase characteristics of reflection and refraction)
前面已经指出，菲涅耳公式描述了反射光、衍射光 与入射光之间的振幅和相位关系。
现在，我们从菲涅耳公式出发，进一步讨论反射光 和折射光的相位持性。
2. 4 反射率和透射率的相位特性 (the phase characteristics of reflection and refraction)
反射光与入射光的相位关系比较复杂。下面，首先 讨论反射和入射光中 s、p 分量的相位关系，然后 讨论反射光和入射光的相位关系。
1.0 0.5 0 -0.5
rp
rs
0 30
tp ts
3.2 2.8 2.4 2.0
rs rp ts tp
n1=1.5, n2=1.0
B
56.3 60
1.6 1.2 0.8
B
56.3 60
-1.0 n1=1.0, n2=1.5
90
1
① n 1< n 2
由于rs< 0，反射光中的 s 分量与规定方向相反（即为 垂直纸面向内方向）； 由于rp> 0，反射光中的 p 分量与规定正方向相同（逆 着反射光线看，指向右侧）。 所以，在入射点处， 合成的反射光矢量 Er 相对入射光场 Ei 反 向，相位发生 突变， 或半波损失。
n1 n2
② n 1 > n2
正入射时，有
rp 0, rs 0
在入射点处，入射光矢量 Ei 与反射光矢量 Er 同方向， 即二者同相位，反射光没有半波损失。
1.0 0.5 0
rs
C B 41.8
33.7 30 60
-0.5
rp
0
-1.0 n1=1.5, n2=1.0
90
1
n1 n2
（2）掠入射的反射特性
Erp Ers k i n1 n2 Erp Ers Erp
1 2
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kr
2
Ers k t
（1）小角度入射的反射持性
① n 1< n 2
为明显起见，我们 考察 1= 0(或1非零, 小角度入射) 的正入 射情况，有
rs 0, rp 0
1.0 0.5 0
rp
tp ts
-0.5
rs
0 30
1.0 0.5 0
rp
tp ts
3.2 2.8 2.4 2.0
rs rp ts tp
n1=1.5, n2=1.0
-0.5
rs
0 30
B
56.3 60
1.6 1.2 0.8
-1.0 n1=1.0, n2=1.5
90
1
0.4 0.0 0 10 20 30 40 50
n1=1.5, n2=1.0
2．反射光与入射光的相位关系
rs

0
B
/2
1
（1）光波由光硫介质射向光密介质 (n1< n2) 而 p 分量的反射系数 rp 在1 < B 范围内，rp > 0，说 明反射光中的 p 分量与入射光中的 p 分量相位相同；
1.0 0.5 0
rp
tp ts
-0.5
rs
0 30
B
56.3 60
-1.0 n1=1.0, n2=1.5
当平面光波在透明介质界面上反射和折射时，由 于折射率为实数，菲涅耳公式中不会出现虚数项, 反射系数 r 和透射系数 t 只能取正、负值。
因此，反射光和折射光电场的 s、p 分量不是与入 射光同相就是反相。
1．折射光与入射光的相位关系
不论光波以什么角度入射至界面，也不论界面两侧折 射率的大小如何，s 分量相 p 分量的透射系数总是取 正值，因此，折射光总是与入射光同相位。
0.5
0 -0.5
rp rs
0 30
tp ts
B
56.3 60
-1.0 n1=1.0, n2=1.5
90
1
（1）光波由光硫介质射向光密介质 (n1< n2) 反射系数 rs< 0，说明反射光中的 s 分量与入射光中的 s 分量相位相反，或者说反射光中的 s 分量相对入射 光中的 s 分量存在一个 相位突变，这即为下图所表 示。
90
1
（1）光波由光硫介质射向光密介质 (n1< n2)
在1 > B 范围内，rp< 0，说明反射光中的 p 分量相对 入射光中的 p 分量有 相位突变，此相位特性如右 图所示。
rs

0
B
/2
1
（2）光波由光密介质射向光疏介质 (n1 > n2)
入射角1 在 0 到c 的范围内，s 分量的反射系数 rs>0， 说明反射光中的 s 分量与入射光中的 s 分量同相位， 正如右图所示。
若 n1< n2，1 900，由下图可得：
rs rp ， rs < 0，rp< 0
1.0 0.5 0 -0.5
rp
rs
0 30
tp ts
B
56.3 60
-1.0 n1=1.0, n2=1.5
90
1
（2）掠入射的反射特性
入射光和反射光的 s 分量、p 分量方向如下图所示: 在入射点处，入射光矢量 Ei 与反射光矢量 Er 方向近 似相反，即掠入射时的反射光在 n1< n2 时，将产生半 波损失。
1.0 0.5
rs
rs
C
B 41.8
33.7 30 60
0
-0.5

rp
0
-1.0
90
1
0
B C /2
1
n1=1.5, n2=1.0
（2）光波由光密介质射向光疏介质 (n1>n2)
p 分量的反射系数 rp 在1< B 范围内，rp< 0，说明反 射光中的 p 分量相对入射光中的 p 分量有 相位突 变，如右图所示。