光在两种介质界面上传播特性分析

光在两种介质界面上传播特性分析 光在两种介质界面上传播是自然界中普遍发生的现象，随着光学的反展，使得它由古典几何光学问题，发展成为现代光学问题。该课题的要求是分别对光在两种介质界面上传播的几个方面的问题进行探讨，并得出结论。 光在两种介质界面上传播的特性分析可以分为五个大的部分进行深入的探讨： 第一部分：利用费马原理从光程的角度来阐述光的传播规律，使得其更简明更具有普遍意义。费马原理指出光线从 A 点到 B 点，是沿着光程为极值的路径传播的。 第二部分：利用菲涅耳公式对反射、折射时的振动相位变化关系进行了探讨，从菲涅耳公式出发，分两种情况进行了讨论。第一种情况：光由光疏介质入射到光密介质时光振动矢量的相位变化；第二种情况：光由光密介质入射到光疏介质时光振动矢量的相位关系。 第三部分：对入射光与折射光的振幅、光强进行了分析。利用菲涅耳公式和电磁场能量、能流理论，分析光在两种同性介质分界面上的入射、反射和折射时的现象，并得出了两个结论：（1）在一定条件下，折射光的振幅可大于入射光的振幅；（2）在一定条件下，折射光的光强可以大于入射光的光强。 第四部分：探讨全反射时出现的倏逝波，并应用 Maxwell 的电磁理论，对光的全反射现象进行了推导，并得到与全反射密切相关的倏逝波，并对倏逝波进行了详细的讨论。 第五部分：对在界面上反射与折射时光的偏振态的问题进行研究。讨论了线偏振光经介质界面反射、折射后偏振态的变化；部分偏振光经介质面反射、折射后的偏振态；以及椭圆（圆）偏振光经介质界面反射、折射后的偏振态的变化。 第六部分：分析了光在正负折射率介质面上的折射与反射的情况。当一束光入射到两种不同介质表面上时，它的路径将根据两种介质的折射率之差而改变的。对于自然界中所有已知的介质来说，折射率均取正值，但事实上并不是这样的。这里将详细的研究了光在正负折射率介质界面上的折射规律和反射规律。并与经典的电磁学中已有的常规介质分界面上的折射与反射规律进行了比较，找出它们的不同之处。 光在两种介质界面上传播是自然界中普遍发生的现象，而且还经过许多人的研究探讨，得出了不少重要的结论，形成了一套相当完整的理论体系。