1、菲涅爾反射公式的研究張林棋 陳海濱（08級物理學一班）菲涅爾反射公式的研究張林棋 陳海濱（08級物理學一班）摘 要 光波在不同介質界面發生反射和折射式，入射波、反射波、折射波的振幅、相位、能流密度等均可以使用菲涅爾公式得到很好的解決，本文主要通過Pascal實驗室來進行菲涅爾反射公式的研究的。關鍵詞 菲涅爾反射 P光 S光 反射系數 布儒斯特角分類號 1 引言本文的內容是研究菲涅爾反射公式及其曲線規律，通過pascal實驗儀器，完成整個實驗的測量。2 原理光波通過兩種均勻透明的介質分界面時會發生反射和折射。在任何時刻，入射波和反射波的電矢量，一個平行于入射面（用指標P表示）。一個垂直與入射面（

2、用指標S表示）。角和、分別表示入射角、反射角和折射角。以和分別表示兩種透明介質的折射率，以、及來依次表示入射波、反射波和折射波電矢量的振幅，它們的分量應表示為、和、如圖1所示.根據光的電磁理論可得菲涅爾反射公式：= （1）= （2）由于光強正比與電矢量的振幅,則反射光強和入射光強之比為 （3） （4）式中，、和、依次為入射光平行分量的光強和垂直分量的光強、反射光平行分量的光強和垂直分量的光強，和分別為介質對光的平行分量的反射系數和垂直分量的反射系數。確定偏振片的偏振方向及反射玻璃的折射率，可以采用布儒斯特定律。假定我們將平行與入射平面的線偏振光稱之為光，則光的入射角為布儒斯特角時，光的反射光強

3、為零，滿足下式： （5）由實驗測出，利用式（5）計算出。根據（3）和（4），做出理論曲線。可用（5）計算出折射率。在確定光入射角為布儒斯特角時，也確定了偏振片的偏振方向。3 實驗方法（1） 實驗裝置圖如圖2，在實驗前，確保儀器符合光路要求，例如激光水平，對準狹縫，設置pascal實驗室端口。做好實驗準備。 （2） 通過改變D型棱鏡的角度來改變入射角的角度，用偏振片來獲得P光和S光，而后通過pascal實驗室端口采集數據。（3） 用pascal實驗室來處理所采集的數據，繪制出Rp-i，和Rs-i圖像，如圖（4） 用orgin軟件繪制理論的Rp-i，和Rs-i圖像，與實驗所的圖像在同一坐標系中相比

4、較，如圖4實驗結論及分析（1） 觀察強度反射率曲線，可以看出，隨著入射角的增大，s分量和p分量的變化時不同的，s分量的強度反射率總是單調上升的，但p分量的強度先是下降，在某個特殊角度iB出下降到0，爾后上升。當入射角i趨于90°時，p，s兩個分量的反射率都急劇增大到100，而使p分量反射率接近于為零的入射角iB我們稱為布魯斯特角。（2） 對比理論的反射曲線和實際實驗測定的反射曲線可以發現，曲線大致趨勢是一樣的。相比于理論曲線，實際的曲線要偏低一點，產生這種誤差的可能原因是：由于入射光線沒有完全進入光傳感器。5參考文獻【1】 趙凱華，鐘錫華，光學，北京大學出版社，1982 165【2】 楊軍，許麗萍，溫延敦，尋常光在單軸晶體內表面上的反射系數，華北工學院理學系2003【3】 唐偉躍，刁振琦，王杰芳，用菲涅爾公式分