菲涅爾反射公式研究

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1、菲涅爾反射公式的研究張林棋陳海濱（08級物理學(xué)一班）菲涅爾反射公式的研究張林棋陳海濱（08級物理學(xué)一班）摘要光波在不同介質(zhì)界面發(fā)生反射和折射式，入射波、反射波、折射波的振幅、相位、能流密度等均可以使用菲涅爾公式得到很好的解決，本文主要通過Pascal實驗室來進(jìn)行菲涅爾反射公式的研究的。關(guān)鍵詞菲涅爾反射P光S光反射系數(shù)布儒斯特角分類號1引言本文的內(nèi)容是研究菲涅爾反射公式及其曲線規(guī)律，通過pascal實驗儀器，完成整個實驗的測量。2原理光波通過兩種均勻透明的介質(zhì)分界面時會發(fā)生反射和折射。在任何時刻，入射波和反射波的電矢量，一個平行于入射面（用指標(biāo)P表示）。一個垂直與入射面（用

2、指標(biāo)S表示）。角和、分別表示入射角、反射角和折射角。以和分別表示兩種透明介質(zhì)的折射率，以、及來依次表示入射波、反射波和折射波電矢量的振幅，它們的分量應(yīng)表示為、、和、、如圖1所示.根據(jù)光的電磁理論可得菲涅爾反射公式：=（1）=（2）由于光強(qiáng)正比與電矢量的振幅,則反射光強(qiáng)和入射光強(qiáng)之比為（3）（4）式中，、和、依次為入射光平行分量的光強(qiáng)和垂直分量的光強(qiáng)、反射光平行分量的光強(qiáng)和垂直分量的光強(qiáng)，和分別為介質(zhì)對光的平行分量的反射系數(shù)和垂直分量的反射系數(shù)。確定偏振片的偏振方向及反射玻璃的折射率，可以采用布儒斯特定律。假定我們將平行與入射平面的線偏振光稱之為光，則光的入射角為布儒斯特角

3、時，光的反射光強(qiáng)為零，滿足下式：（5）由實驗測出，利用式（5）計算出。根據(jù)（3）和（4），做出理論曲線?？捎茫?）計算出折射率。在確定光入射角為布儒斯特角時，也確定了偏振片的偏振方向。3實驗方法（1）實驗裝置圖如圖2，在實驗前，確保儀器符合光路要求，例如激光水平，對準(zhǔn)狹縫，設(shè)置pascal實驗室端口。做好實驗準(zhǔn)備。（2）通過改變D型棱鏡的角度來改變?nèi)肷浣堑慕嵌?，用偏振片來獲得P光和S光，而后通過pascal實驗室端口采集數(shù)據(jù)。（3）用pascal實驗室來處理所采集的數(shù)據(jù)，繪制出Rp-i，和Rs-i圖像，如圖（4）用orgin軟件繪制理論的Rp-i，和Rs-i圖像，與實驗所

4、的圖像在同一坐標(biāo)系中相比較，如圖4實驗結(jié)論及分析（1）觀察強(qiáng)度反射率曲線，可以看出，隨著入射角的增大，s分量和p分量的變化時不同的，s分量的強(qiáng)度反射率總是單調(diào)上升的，但p分量的強(qiáng)度先是下降，在某個特殊角度iB出下降到0，爾后上升。當(dāng)入射角i趨于90°時，p，s兩個分量的反射率都急劇增大到100％，而使p分量反射率接近于為零的入射角iB我們稱為布魯斯特角。（1）對比理論的反射曲線和實際實驗測定的反射曲線可以發(fā)現(xiàn)，曲線大致趨勢是一樣的。相比于理論曲線，實際的曲線要偏低一點，產(chǎn)生這種誤差的可能原因是：由于入射光線沒有完全進(jìn)入光傳感器。5參考文獻(xiàn)【1】趙凱華，鐘錫華，光學(xué)，北京大

5、學(xué)出版社，1982165【2】楊軍，許麗萍，溫延敦，尋常光在單軸晶體內(nèi)表面上的反射系數(shù)，華北工學(xué)院理學(xué)系2003【3】唐偉躍，刁振琦，王杰芳，用菲涅爾公式分析光學(xué)中的幾個問題，鄭州大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院，2002【4】陶志偉，李萍，光以布儒斯特角入射是折射光的偏振度，云南民族學(xué)院學(xué)報，1999