单负材料界面处反射相位特性研究

根据Maxwell电磁场理论,推导出线偏振单色平面波的普适菲涅尔表达式,得到特异材料反射相移计算公式。利用反射相移公式研究了线偏振单色平面波从空气入射到单负材料(ε0或μ0)时分界面处反射相位的特性。结果表明单负材料界面处反射相位连续变化,与传统材料全反射的相位变化特点相似。     

折射是界面对光子的增透

本文利用光子的概念,在深入研究的基础上,提出了光在两介质界面上的折射是界面层对光子的增透作用这一观点,通过从微观上跟踪一个光子后,导出了“增透膜”的厚度和宏观的斯涅耳折射定律,得出了光子在界面的折射是两次折射的结论.     

相位梯度界面对光传播规律的影响

在两种介质分界面上引入相位梯度形成相位梯度界面,这将使该界面的出射光和入射光之间产生相移.因此,与普通分界面不同,该界面对光的传播行为有着重大影响.为深入认识梯度相位界面的光学特性,本文研究了光在该类界面上的一般性传播规律.从费马原理出发,采用稳态相位法推导了基于相位梯度界面条件下的二维和三维广义反射和折射定律,该定律表明分界面也会成为影响光传播行为的重要因素,可以作为新的波前调制工具.利用广义反射和折射定律讨论了相位梯度对光传播行为的影响规律,得出了二维和三维情形下的临界条件(全反射和全透射条件),阐明了反射角不等于入射角、异常反射和折射、非平面反射和折射等一些新颖光学现象出现的原因;提出了以相位梯度界面为光学变换核心单元,依据广义反射和折射定律进行光学设计的思路,并以平面透镜和平面轴锥镜为例进行了详细说明与实验验证,实验结果和理论值符合较好,可为拓展广义定律在平面光学设计、自由曲面光学设计以及复杂光束控制中的应用提供参考.     

关于自然光在两种介质分界面上反射和折射时的偏振特性讨论

分析光在两种介质分界面上反射和折射时的偏振性质,对于以布儒斯特角入射时折射光的偏振特性,一些文献中有不同的解释.本文从理论上详细分析了自然光在分界面上反射光和折射光的偏振特性,并进一步探讨了偏振度的变化规律及影响因素,对此问题做出了很好的解释.     

振荡介质中平面波的反射

在复金慈堡-朗道方程描述的振荡介质中研究了平面波的反射.从理论上给出了产生反射的条件,导出了反射波和入射波这两个区域的分界线与两种介质分界线的夹角.发现两类反射,一类为回折射产生的反射,对于这类反射,理论上给出了反射角;另一类为纯反射,它与折射无关.理论分析与数值模拟结果均表明：只有当入射角大于临界入射角才会发生反射,而且反射角等于临界入射角;对于纯反射,反射角随波频率增大而增大. 关键词： 复金慈堡-朗道方程 平面波 反射     

大振幅平面声波的反射和折射(Ⅱ)——二维情况

在Lagrange坐标系中,根据流体力学的基本方程式,利用逐级近似法推导了计及二级近似的二维空间内平面波传播的波动方程式。以这组方程式为出发点分析了二层液态介质模型下,大振幅平面声波在平面分界面上的反射和折射。二级近似下的反射系数和透射系数不仅与介质的参数(包括非线性参数)有关,而且依赖于声源的位置。在斜投射时,一般而言,遵循线性声学反射和折射定律的二级近似反射波和折射波的波前上,波的幅度不再保持恒等。因之,除遵循线性声学反射和折射定律的二级近似反射波和折射波外,在其他方向上也有二级近似反射波和折射波。这个现象表明解释Muir等人的实验结果必须计及非线性效应。     

光在两单轴晶体分界面的反射与透射系数

研究光在两单轴晶体分界面处的反射和折射情况,分析了反射光和折射光的振幅与相位,给出了光在两单轴晶体分界面处的反复和透射系数。     

作图法分析光波在两个单轴晶体分界面上的双反射和双折射

通过几何作图法,分析了光轴取向任意时,光波在两个单轴晶体分界面上的双反射和双折射.考虑到入射光波、反射光波、折射光波在界面上相位相等和晶体折射率面的定义,采用斯涅尔作图法,直接在图上得到了两条反射光波和两条折射光波.根据晶体的光学各向异性,进一步讨论了各光波对应的光线方向和振动方向,并通过几何分析,给出了各反射光波、折射光波、反射光线和折射光线位置的一般表达式.斯涅尔作图法简单直观,可以直接获得光波的方向,结果具有普遍性.     

凹面相控阵聚焦声场在液固界面上的反射和折射

开展了凹面线性相控阵列辐射声场在液固界面上的反射和折射特性研究,利用射线近似方法,得到了凹面相控阵聚焦声场在液固界面上反射和折射后的声场渐近解析表达式,对声波在液固曲面上的反射和折射声场进行了分析和讨论. 利用这个解析表达式,对凹面线性聚焦声场在液固平界面和液固圆柱界面情况下固体中折射纵波和折射横波的相控阵声场进行了分析和讨论,发现凹面线阵声场在液固圆柱界面下比液固平界面具有更好的聚焦效果. 关键词： 凹面阵列 超声相控阵 反射与折射     

柴油机燃油喷雾场的激光全息研究

本文扼要地介绍了利用同轴激光全息和离轴激光全息技术研究柴油机燃油喷雾场的原理和方法。 同轴全息,假定油粒为不透光球体,给出了用点源球面波照射时在全息图面上的光强分布和用平面波再现在实象面上的振幅分布。讨论了为改善再现象质量所采取的措施:拍摄时,适当选择远场数N,我们实验的结果,N选在3,4到50之间效果好;用球面波记录,平面波再现比用平面波记录、平面波再现衍射效率高;再现时用高通滤波去掉亮背景。     

折射光强可以大于入射光强

在学习有关光波在两种透明均匀介质界面上反射和折射的菲涅耳公式时,往往疏忽了下面两种有趣的情况: 1.折射光波的振幅可以大于入射光波的振幅,即透射振幅比ts或tp可以大于1.注脚“s”和“p”分别表示光振动垂直和平行于入射面的振动状态. 2.折射光强可以大于入射光强. 假如认为,折射光波是从入射光波中“分振幅”分出来的,它的振幅和光强一定小于入射光波,那是极为错误的. 设入射光波的振幅是一个单位,则透射振幅比t的数值就是折射光波的振幅值. 光强的定义是垂直照射在单位面积上的光功率,设在折射率为。;介质中人射光强为一个单位,则上(t…     

光的反射与折射实验

九年义务教育课本初中物理（第一册）第十四章光的反射与折射，可把两个实验合二为一.取一玻璃水槽，内盛2／3体积的洁净的水，再取一块硬纸板一面涂有黑色，纸上开一道窄窄狭缝，实验时黑色纸面朝下，硬纸大小比槽口略大，只要用手电筒朝狭缝中照射便可见到两种现象.一是黑色纸面上有明亮光斑，这是光的反射结果；二是在水槽底看到一个明亮光斑，这是光从空气射入水折射的现象.很容易说明光的反射是在同一媒质中发生的，而光的折射是在光从一种媒质进入另一种媒质时发生的.实验须在这光设备良好的室内进行，也可把这个实验改为学生分组实验…     

用于相位突变界面的广义的反射定律和折射定律

考虑到位于两物质界面上的Metasurface对光线传播行为的影响, 从费马原理和边界条件连续两种角度出发, 推导了可用于相位突变界面的广义反射与折射定律. 该定律在界面对光波的相位改变量为零的情况下, 回归为通常的反射定律和折射定律. 利用广义的折射定律和反射定律讨论了介质折射率、界面上的相位梯度等因素对光传播行为的影响, 发现利用广义的折射定律和反射定律很容易实现反常反射和反常折射行为, 并给出了出现反常反射和反常折射的条件, 以此为基础可以实现对光波的随意控制. 依据广义的折射定律和反射定律分析了一维相位掩模板对光场传播行为的影响. 关键词： 超材料 相位突变界面 反射定律 折射定律     

在不同扩散系数下反应扩散平面波的折射

在二维复金兹堡-朗道方程描述的反应扩散振荡系统中,就扩散对平面波折射率的影响进行了数值研究,从Snell定律出发导出了折射率的解析表达式,数值和理论结果表明：在纯扩散情况下,平面波的折射满足Snell折射定律,扩散只影响着平面波折射率的大小;在同时存在反应扩散情况下,只有在适当的扩散系数和系统参数下,平面波的折射才满足Snell折射定律.这些结果表明扩散系数对折射规律和折射率都有影响. 关键词： 复金兹堡-朗道方程 扩散 折射率     

量子化电磁场在色散吸收有限介质中的传播

通过量子化吸收和色散介质中的电磁场,研究线极化波垂直入射至吸收和色散介质界面处的反射和折射行为,给出介质界面处光的正则量子理论.     

折射定律与反射定律的推导

利用费马原理推导折射定律与反射定律,推导时不需做一些假定(如假定实际光线的光学长度是最小值或折射光线位于入射光线和界面法线所在的平面上),可加深学生对费马原理的理解.     

基于粒子成像测速技术的水中气泡界面的光学性质研究

基于粒子成像测速的流体可视化技术，根据菲涅耳公式计算了入射到水中气泡界面的光强，得出点光源连续两次反射或折射的光强具有等比数列的规律，光线在气泡界面反射、折射4次就变成完全偏振光且光线几乎消失.当入射角避开35°左右时，即便有一定宽度的线光源入射到气泡界面，第2次折射出气泡的光强与线光源的宽度无关，类似一条光线入射所产生的光强，给出了面光源在界面所产生的光强的二重积分表达式.线光源所产生的界面光强理论值、面光源产生的光强数值解与实验值都较为符合. 关键词： 水中气泡 界面 光强 粒子成像测速     

自然光在多层介质分界面上折射时的偏振度

通过光在介质的分界面上折射时产生的偏振现象,利用非磁性介质的菲涅耳公式及入射、折射时的光强关系,从理论上详细推导了自然光在两介质分界面上折射时其偏振度的数学表达式,探讨了透射光的偏振程度与介质层数的关系.实验测试的结果表明,在考虑误差存在的情况下,实验曲线与理论曲线的变化趋势基本相符;对于同一介质,折射光的偏振度随入射角的增大而单调地增加.     

Compton散射对斜入射激光脉冲在等离子体中传输的影响

应用多光子非线性Compton散射模型和等效折射指数模型,研究了Compton散射对斜入射激光脉冲在等离子体中传输特性的影响,提出了将入射光和Compton散射光形成的耦合光脉冲作为在等离子体中传输的新机制,用等效耦合折射指数和折射定律分别计算和数值模拟了等离子体中耦合光的反射和折射,结果表明,散射使等离子体中法拉第效应增强,产生了一个与折射界面平行的、较小等幅度附加折射波平面;使等效耦合折射指数的实部和虚部的实参数、折射角和等效折射指数之间的差异明显减小;使用等效耦合折射指数和折射定所得到的反射系数几乎均表现出相同的先增大后迅速减小的规律;使等离子体的反射系数随碰撞频率的增大而迅速减小,透射增强,透射增强的频率位置向高频明显移动。     

Compton散射对斜入射激光脉冲在等离子体中传输的影响

应用多光子非线性Compton散射模型和等效折射指数模型,研究了Compton散射对斜入射激光脉冲在等离子体中传输特性的影响,提出了将入射光和Compton散射光形成的耦合光脉冲作为在等离子体中传输的新机制,用等效耦合折射指数和折射定律分别计算和数值模拟了等离子体中耦合光的反射和折射,结果表明,散射使等离子体中法拉第效应增强,产生了一个与折射界面平行的、较小等幅度附加折射波平面;使等效耦合折射指数的实部和虚部的实参数、折射角和等效折射指数之间的差异明显减小;使用等效耦合折射指数和折射定所得到的反射系数几乎均表现出相同的先增大后迅速减小的规律;使等离子体的反射系数随碰撞频率的增大而迅速减小,透射增强,透射增强的频率位置向高频明显移动。