Формулы Френеля

Содержание

  1. 1. Отражательная способность
  2. 2. Угол Брюстера
  3. 3. Тест на тему «Формулы Френеля»
Тест: 3 вопроса
1. Что такое отражение Френеля?
отражение от поверхности образца, которое обусловлено одинаковыми коэффициентами преломления двух сред, разделенных граничным слоем
отражение от поверхности образца, которое обусловлено различными коэффициентами преломления трех сред, разделенных граничным слоем
отражение от поверхности образца, которое обусловлено различными коэффициентами преломления двух сред, разделенных граничным слоем
отражение от поверхности образца, которое обусловлено различными коэффициентами преломления двух сред
2. Отражательная способность зависит
только от угла падения
от угла падения и поглощательной способности вещества
только от поглощательной способности вещества
от угла падения и от излучающей способности вещества
3. Все процессы отражения и преломления света сопровождаются
постоянством поляризации света
отсутствием поляризации света
поляризация света снижается
просто изменением поляризации света

Основные законы оптики, применяемые в оптических приборах, были открыты французским физиком Френелем (1788—1827). Эти законы описывают взаимосвязь интенсивности света при преломлении и при отражении.

Отражение Френеля (зеркальное отражение)

Это такое отражение от поверхности образца, которое обусловлено различными коэффициентами преломления двух сред, разделенных граничным слоем.

Отражательная способность

Энергия света как электромагнитных волн аккумулируется в электрическом (Е) и магнитном (Н) полях и равна произведению εЕ2ε \cdot Е^2, где εε — диэлектрическая постоянная среды, в которой распространяется свет.

Отражательная способность R на поверхности определяется по формуле:

R=Er2Ee2,R=\frac{E_{r}^{2}}{E_{e}^{2}},

где ЕrЕ_r — отраженная энергия, ЕeЕ_e — падающая энергия.

Следует отметить, что отражательная способность зависит не только от угла падения, но и от поглощательной способности вещества.

В зависимости от направления поляризации лучи света отражаются и преломляются в различной степени. В частности, существует такой угол падения, при котором свет, поляризованный параллельно входной плоскости, не отражается. Этот эффект используется для получения высокоэффективного плоско поляризованного света.

Угол Брюстера

Угол падения φpφ_p, при котором свет, поляризованный параллельно входной плоскости, не отражается, называется углом Брюстера в честь сэра Девида Брюстера (1781—1868), который это установил.

В этом случае преломленный и отраженный лучи света перпендикулярны друг другу в соответствии с уравнением:

sinφpsinX=nl=n\frac{\sin {{\varphi }_{p}}}{\operatorname{sinX}}=\frac{n}{l}=n

sinX=nsinφ=sin(90φp)=ncosφp\operatorname{sinX}=n\sin \varphi =\sin (90-{{\varphi }_{p}})=n\cos {{\varphi }_{p}}

n=tanφpn=\tan {{\varphi }_{p}}

Таким образом, коэффициент преломления nn можно определить по углу Брюстера φφ. При φ=0φ = 0, т.е. при перпендикулярном падении света, для отражения в воздух формула Френеля дает очень полезное соотношение, содержащее только коэффициент преломления n отражающей среды:

R=(n1n+1)2R={{\left( \frac{n-1}{n+1} \right)}^{2}}

Например, оконное стекло с коэффициентом преломления n = 1,5 обладает отражательной способностью R = 4%; алмаз с п = 2,4 обладает отражательной способностью R = 17%; а германий с п = 4 обладает отражательной способностью R = 36%.

Согласно вышеприведенным формулам, получение свободных от отражения поверхностей, что крайне необходимо при изготовлении линз различных приборов, кажется невозможным, однако с помощью интерференционных эффектов поверхности без отражения можно получить по крайней мере для заданного диапазона длин волн. Это достигается покрытием этих поверхностей кристаллическими слоями КВr, CaF2 и других современных материалов определенной толщины.

Итак, все процессы отражения и преломления света сопровождаются изменением поляризации света, что нельзя игнорировать в экспериментах по поляризации света. В частности, при измерении спектрально разрешаемой поляризации нужно четко разделять действительные и мнимые поляризационные эффекты.

Не знаете, где заказать написание статьи по физике на заказ? Авторы Студворк к вашим услугам!

Тест на тему «Формулы Френеля»

Комментарии

Нет комментариев
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Прямой эфир