自然光反射折射偏振态的光矢量分析.pdfVIP

第 32卷 第 3期 河 北 建 筑 工 程 学 院 学 报 Vo1．32No．3 2014年 9月 JOURNALOFHEBEIINSTITUTEOFARCHITECTUREANDCIVILENGINEERING Sep．2014 自然光反射折射偏振态的光矢量分析 苏景顺 马丽红 (河北建筑工程学院数理系 ，河北 张家 口075000) 摘 要：根据菲涅耳公式，对 自然光入射到两种媒质表面反射 、折射 时平行极化波与垂直极化 波的相对关系作 了定量分析 ，对教科书中一些欠准确的表述做 了纠正 ，对作图法表示偏振光应 ， 注意的问题作 了说明． 关键词：菲涅耳公式；自然光 ；平面偏振光 ；部分偏振光 中图分类号：O436．3 文献标识码：A 0 引 言 在光学教程 ，自然光入射到两种媒质分界面发生反射、折射时的偏振规律是人们所熟知的：反 射光为垂直极化波 占优势 的部分偏振光，折射光为平行极化波 占优势的部分偏振光．仅 当入射角 i等于 布儒斯特角i。时，反射光是 由垂直极化波构成 的完全偏振光 ，折射光是平行极化波 占优势的部分偏振 光．布儒斯特角 i。由下式确定． ，， iB ： arctan 1 自然光反射 、折射时的偏振状态通常用作图法表示．作图法简单、直观，但 只能定性地表示反射光 、 折射光 的偏振化程度．需要明确的是 ，作 图法绘出的是光矢量，而非光强．用作图法定性地表示反射光 、 折射光 的偏振化程度 ，重要的在于表示垂直极化波与平行极化波的相对关系．下面根据菲涅耳公式 ，定 量分析 自然光射 向非铁磁性媒质界面时反射光 、折射光的偏振状态 ，特别是垂直极化波与平行极化波的 相对关系 ，并指出作图法表示偏振光应注意的几个问题． 1 以入射角、折射率表示的菲涅耳公式 ’ 电磁波理论表明，光波属于电磁波 ，其中电场强度 E矢量是 “光矢量”．光矢量 的振动方 向垂直人射 面的光波称作 “垂直极化波”；光矢量的振动方向平行入射面的光波称作 “平行极化波”．根据电磁波理论 的菲涅耳公式 引，垂直极化波的反射系数 为 -- P 一 7]2COSt 711COSt (1) ． ． 2COSt十 1COSt 垂直极化