光在兩種介質(zhì)表面上的行為除了傳播方向可能發(fā)生改變以外眶熬,還有能流的分配妹笆,相位的躍變和偏振態(tài)的變化,這些問題可以根據(jù)光的電
磁理論娜氏,由電磁場的邊界條件求得全面的解拳缠。在電磁理論之前,菲涅爾已用光的彈性以太論回答了這些問題牍白。本文結(jié)合部分偏振相關(guān)理
論,使用偏振相機對一些材料的表面反射光的偏振狀態(tài)做了一些實驗抖棘,對反射光的偏振特性建立一定感性認知茂腥。
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摘要:光在兩種介質(zhì)表面上的行為除了傳播方向可能發(fā)生改變以外切省,還有能流的分配最岗,相位的躍變和偏振態(tài)的變化,這些問題可以根據(jù)
光的電磁理論朝捆,由電磁場的邊界條件求得全面的解。在電磁理論之前芙盘,菲涅爾已用光的彈性以太論回答了這些問題驯用。本文結(jié)合部分偏振
相關(guān)理論,使用偏振相機對一些材料的表面反射光的偏振狀態(tài)做了一些實驗儒老,對反射光的偏振特性建立一定感性認知蝴乔。
一、 菲涅爾公式
p為平行入射面方向驮樊,s為垂直入射面方向
菲涅爾公式表明:
1薇正、 反射折射光里的p分量和s分量是互相獨立的。
2囚衔、 p分量和s分量的反射率和透射率一般是不一樣的挖腰,而且反射時可能發(fā)生相位躍變,這樣一來练湿,反射和折射都會改變?nèi)肷涔獾钠?/p>
態(tài)猴仑。
二、反射光的偏振特性
如圖是根據(jù)菲涅爾方程得到的反射率和入射角關(guān)系圖肥哎,T是光的入射角宁脊,R是光在物體表面的反射率断国。
對于絕緣體來說榆苞,反射光絕大部分被吸收稳衬,其中p偏光被吸收的成分更多。而金屬中的電子不像絕緣體中的電子一樣付著在原子周圍坐漏,
而是自由狀態(tài)薄疚。假設(shè)現(xiàn)在有一個獨立的電子被放到一束電磁波(光)中,那么電子就會跟隨電磁場做規(guī)則震蕩運動赊琳,電子本身的能量不
變街夭。但是如果金屬中的電子被電磁波(光)照射,電子在做震蕩運動的時候還會與周圍的原子或離子發(fā)生碰撞躏筏,每碰撞一次,電子就會
得到更多的能量趁尼,電子的運動方向也會發(fā)生改變埃碱。
三、 金屬與絕緣體實驗
實驗通過偏振光照明酥泞,使用偏振相機來觀察測試金屬和絕緣體(紙面)的反射光特性砚殿。
1、 在金屬表面上使用偏振相機觀察
測試樣板圖
同時也更換了其它表面粗糙程度不同的金屬芝囤,測試了其它入射角度和反射角度似炎,以及其它偏振角度,得到結(jié)論反射光和入射光的偏振角
度基本一致悯姊。
這是因為s和p偏振分量的反射率較高羡藐,入射光的偏振方向中s和p分量都被反射。
2悯许、 紙面
同時也測試了其它入射反射方向以及其它偏振方向传睹。
絕緣體表面反射光的偏振方向和入射光關(guān)系不大,基本是自然光岸晦。
絕緣體表面反射的s和p分量都較低欧啤,反射的基本基本都是漫反射成分启上,最終也就看到各個偏振方向的強度比較接近邢隧。
結(jié)論:金屬表面的反射行為接近于鏡面反射,反射光的偏振與入射光偏振狀態(tài)基本一致冈在。絕緣體材料表面一般為漫反射行為倒慧,反射光接近于自然光的偏振狀態(tài)。
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