光波在左手材料中的菲涅尔公式和布儒斯特定律

根据Maxwell的电磁场理论,推导出单色平面光波入射到介电常量和磁导率分别为ε1、μ1和ε2、μ2的两种介质时的菲涅耳公式和反射率及透射率的普适表达形式.对于ε2<0 和,μ2<0的左手材料,普适菲涅耳公式同样适用.研究了光从右手材料入射到左手材料时反射和折射的特性,给出了反射光为全偏光时布儒斯特角应满足的条件,此条件说明,在左手材料中布儒斯特角不但与折射率有关而且与磁导率有关.     

光在双轴晶体表面的反射与折射

介绍了光在双轴晶体表面反射、折射问题的求解方法.用该方法可以方便精确地计算晶体任意取向下光从任意方向入射时折射光的折射率、偏振态、波矢方向、能流方向. 推导了反射光、折射光的振幅和能量的计算公式. 并以KTP晶体为例，给出了数值计算的结果. 关键词： 双轴晶体 双折射 菲涅耳公式 布儒斯特角     

MATLAB在光学界面发生反射时的分析与应用

基于MATLAB的计算功能及可视化功能计算并分析了光学中的菲涅耳公式,更加直观的揭示了光波在两介质界面发生反射时的变化规律。使学生更加深入、直观地掌握光波在界面发生变化的条件、实质及布儒斯特角与全反射临界角的物理意义,同时也学会了分析研究方法,且提高了学习的主动性和创造性。     

布儒斯特角的测量方法

基于布儒斯特定律和马吕斯定律,利用偏振片的巧妙组合,实现了对介质布儒斯特角和折射率的精确测量.     

论各向异性单轴晶体的布儒斯特角

研究了当光从各向同性介质射向各向异性的单轴晶体界面上时 ,其反射光成为垂直于入射面的线偏光时所对应的入射角 ,即布儒斯特角是否存在和取值的个数问题。并以较简便的方法计算了当晶体光轴位于入射面内这种最常用的情况下布儒斯特方位的角值 ,得到了和某些文献不一致的结论 ,这表明该问题是值得讨论的。     

数值模拟在布儒斯特定律教学中的应用

光的偏振是大学物理光学部分的重要内容,光的偏振特性被广泛应用于生物检测和传感等领域.以布儒斯特定律为例,展示了数值模拟在光的偏振部分教学中的应用.利用基于有限元分析法的Comsol软件,论文首先通过数值模拟清晰地呈现了自然光和线偏光以布儒斯特角入射时在两种不同介质表面的反射和折射特性;进而通过在棱镜表面镀高低折射率交替的多层介质膜的方式实现了偏振光分束.借助数值模拟,学生能更好地理解相关知识,同时还学会利用数值模拟拓展相关知识的应用.     

基于布儒斯特定律的分光仪测量玻璃折射率实验

光学材料折射率测量的常见方法有阿贝折射仪全反射法,分光仪最小偏向角法等.本文描述了运用布儒斯特定律在分光仪上测量折射率的新实验方法,并得到相关测量数据.     

各向异性介质的布儒斯特角

对以折射率椭球的主轴为坐标轴的特定取向的各向异性晶体，导出起偏角的表示式，说明布儒斯特定律已不适用于各向异性的介质；并根据材料中极化矢量Ｐ′的方向进一步阐明对任意取向的各向异性材料通常不存在能产生线性偏振反射光的起偏角     

基于布儒斯特定律的宝石折射率的测量

折射率是天然或人造宝石均具备的特征参量,对于宝石种类和纯度的鉴定具有重要意义.本文基于大学物理实验教学中的布儒斯特定律,设计了无损测量宝石折射率的方案,并搭建了完整的测量和导向装置,实现了对待测样品折射率参量的高精度自动采集.测量结果表明：利用该装置测定和田玉、钻石样品的折射率值与理论值吻合较好.     

椭圆偏振光折射、反射时状态变化的研究

以菲涅耳公式为基础建立了一套坐标系统 ,用解析法定量分析了椭圆偏振光在介质表面反射和透射时其振幅、相位和旋转方向的变化 ,得到了和实验结果一致的结论。     

振动合成与反射率

利用菲涅耳公式讨论反射率对光的振动合成的影响。     

布儒斯特定律演示仪的研制与教学

创新的动力来自学生的好奇心和求知欲。通过布儒斯特定律演示仪的制作过程,讲述学生如何提出问题,做出猜想与假设,进一步实验研究,制作作品,不断地修改作品,努力寻求最佳的答案。使得学生提出的想法能够得以实现,学生研究的欲望得到维持或加强,学生的创新意识得到提高,学生的创新能力得到培养。     

再论各向异性单轴晶体的布儒斯特角

从各向同性介质和各向异性单轴晶体界面间的菲涅耳公式出发,进一步研究了当自然光从各向同性介质射向各向异性且光轴任意取向的单轴晶体界面上时,其反射光成为垂直入射面的线偏振光时所对应的入射角,即布儒斯特角是否存在的问题,并对该问题进行了较全面的论述,计算了相应条件下的布儒斯特角和有关参量的数值,得到了正确的结论,同时也指出了某些文献在论述该问题时的不妥之处.     

菲涅耳公式的验证性实验

以菲涅耳公式的推论为依据,设计了以分光计为工作平台的实验装置,通过在光路中增加起编器和检编器,对圆偏振光或椭圆偏振光的检测,间接地证明了菲涅耳公式的正确性.     

布儒斯特角的非电量电测

利用无触点式角度电位器测量玻璃的布儒斯特角，实现角度量的电测，并准确得到玻璃的折射率．     

智能手机运用于折射率测量实验

为探究智能手机在大学物理实验中更广泛的应用,在布儒斯特角法测折射率的实验方法基础上进行改进.将手机的环境光传感器作为测量工具,智能软件作为数据记录工具,测量不同入射角度下p波的反射光强.之后通过拟合反射率曲线和菲涅尔公式的方法,得到ZF1棱镜的折射率为1.63±0.01.反射光强的误差分析得到传感器和光学实验中存在不同...     

布儒斯特角附近的透射光栅传输特性

减小光栅表面的反射率以得到更高的衍射效率是目前光栅设计与制造中需要解决的重要问题之一。提出利用偏振光沿布儒斯特角入射时具有的特性来实现降低光栅表面反射率的方案,介绍了这种方案的物理模型,并利用严格耦合波分析法进行了模拟计算。计算结果显示,对入射光为TM偏振,波长0.35 μm,当光栅周期较长为2.80 μm时,以布儒斯特角入射的光波,它的表面反射被大大抑制;当光栅周期较短为0.21 μm时也有类似的结论,并且透射光的一级衍射效率极大值出现在刻槽深度为3.50 μm处附近,衍射效率大于95%。     

布儒斯特角附近的透射光栅传输特性

 减小光栅表面的反射率以得到更高的衍射效率是目前光栅设计与制造中需要解决的重要问题之一。提出利用偏振光沿布儒斯特角入射时具有的特性来实现降低光栅表面反射率的方案,介绍了这种方案的物理模型,并利用严格耦合波分析法进行了模拟计算。计算结果显示,对入射光为TM偏振,波长0.35 μm,当光栅周期较长为2.80 μm时,以布儒斯特角入射的光波,它的表面反射被大大抑制;当光栅周期较短为0.21 μm时也有类似的结论,并且透射光的一级衍射效率极大值出现在刻槽深度为3.50 μm处附近,衍射效率大于95%。