怎么简单的判断是否有半波损失

法国塞纳河2023-04-26  403

参考菲涅尔公式的振幅反射系数:其中s波是垂直于纸平面的波分量,p波是纸平面内的波分量

其中希腊字母μ表示介质磁导率,通常为1

要满足半波损失的条件,也就是反射波的相位发生π的变化而振幅透射系数比值为-1(振幅透射系数比值如果不为-1,则反射后s波p波叠加形成的反射波会引入新的相位,导致相位变化不是π)。因此,为了满足振幅透射系数比值为-1的条件,需要让θ1和θ2都尽量相等,这样才能在分式的分子分母上将其约去,所以需要保证n1<n2,并且是在正入射(θ1=0度)或者掠入射(θ1=90度)时,入射角和反射角才能严格相等。

在光的干涉应用中,如空气中的薄膜干涉或者楔板干涉,正是因为在干涉发生时,入射角相当小,接近于0度,因此可以认为反射光与二次反射光之间存在一次半波损失。

如果只是保证相位发生突变,而不严格是半波损失,则只需要保证n1<n2就可以了。

半波损失,机械波和光波其实是一样的,当然在机械波中,不叫光疏光密了。

事实上,在讨论机械波的时候,介质的属性是用波阻抗来规定的。介质的波阻抗=密度速度。

当波从波阻抗较大的介质入射到较小的介质边界,反射波相对入射波有180的相位差,就是所谓半波损失,所以和光其实是一样的。

这个结论的确是波动方程的解所表明的,但是并不是取决于一楼所说的边界条件,所谓第一类边界条件是指给出边界上的波函数值,第二类边界条件是指给出边界上的波函数的导数。边界条件的不同会影响求解的方法,但是结果是不会变的。

边界条件,要求机械波的振幅为零,于是就有半波损失了。

媒质密度和波速的乘积称为波阻。波阻大的媒质称为波密媒质,波阻小的媒质称为波疏媒质。

波从波疏介质射向波密介质时反射过程中,反射波在离开反射点时的振动方向相对于入射波到达入射点时的振动相反,或者说,反射波相对于入射波相位突变π,这种现象叫做半波损失。

从波动理论可知,波的振动方向相反相当于波多走(或少走)了半个波长。入射光在光疏媒质中前进,遇到光密媒质界面时,在掠射或垂直入射2种情况下,在反射过程中产生半波损失,这只是对光的电场强度矢量的振动而言。

如果入射光在光密媒质中前进,遇到光疏媒质的界面时,不产生半波损失。不论是掠射或垂直入射,折射光的振动方向相对于入射光的振动方向,永远不发生半波损失。

光的干涉现象是有关光的现象中的很重要的一部分,而只要涉及到光的干涉现象,半波损失就是一个不得不考虑的问题。

光在不同介质表面反射时,在入射点处,反射光相对于入射光来说,可能存在半波损失,半波损失可以通过直观的实验现象——干涉图样,来得到验证。

半波损失

的条件是光从

光疏介质

进入

光密介质

时才而且一定产生的半波损失,所谓半波损失也就是在上述情况下,反射前后波的

相位

发生了半个

波长

的变化。

所谓附加

光程差

是指一束光经过两个

薄膜

之后分成两束

光之间

的光程差。具体来说就是光进入时是同相位的,经过反射之后两束光之间

相位差

了多少。(相位可以与距离进行换算)

附加光程差中是需要考虑半波损失的存在,距离来说,楼主所说两个薄膜

表面

的反射,若是都满足为从光疏介质进入光密介质则,两个表面的反射过程都存在半波损失,则计算总共的附加光程差的时候就不需要考虑半波损失,只需考虑两个薄膜之间的距离导致的光程差即可(两个半波损失也可以列在

等式

中,只不过一加一减正好消去)。另举例,若是只有一个表面产生半波损失则需要考虑半波损失的存在,做适当的加减,若是在

外表面

则是减去半个波长的损失,若是

内表面

(第二个反射面)则是加上半个波长的损失,这样再加上两薄膜间距离即得具体的附加光程差。

关于

机械波

在界面处出现

半波损失

的条件

,现行教材中有两种说法

:

一是

:“当机械波从密度小的介质射到密度大的介质分界面时

,会发生半波损失

二是

:“当机械波从

ρu小的介质射到ρu大的介质分界面时

,会发生半波损失

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