Обработка «толщины» среды для света, проходящего через среду с низким показателем преломления и отражающегося от поверхности среды с высоким показателем преломления.

В настоящее время я изучаю учебник « Современная оптическая инженерия» , четвертое издание, Уоррена Смита. В разделе 1.5 «Интерференция и дифракция» говорится следующее:

Теперь, если волны достигают точки C в фазе, они усиливаются; если они прибудут на половину длины волны не по фазе, они отменятся. При определении фазового соотношения в точке С мы должны учитывать показатель материала, через который прошел свет, а также изменение фазы, происходящее при отражении. Этот фазовый переход происходит, когда свет, проходящий через среду с низким показателем преломления, отражается от поверхности среды с высоким показателем преломления; затем фаза резко меняется на 180 ∘ , или половину длины волны. Никакого изменения фазы не происходит, когда индексы встречаются в обратном порядке. Таким образом, при относительных индексах, показанных на рис. 1.14, в точке С происходит изменение фазы света, следующего за А. ′ Путь CD, но нет изменения фазы в точке B для света, отраженного от нижней поверхности. введите описание изображения здесьКак и в случае описанного выше эксперимента Юнга, разница между оптическими путями ABC и A ′ C определяет соотношение фаз. Поскольку показатель преломления обратно пропорционален скорости света в среде, очевидно, что время, за которое фронт волны проходит через толщу г материала индекса н дан кем-то т "=" н г / с (где с ≈ 3 × 10 10   см/с "=" скорость света ). Постоянная частота электромагнитного излучения определяется выражением с / λ , так что количество циклов, происходящих за время т "=" н г / с дан кем-то ( с / λ ) ⋅ ( н г / с ) или н г / λ . Таким образом, если количество циклов одинаково или отличается на целое число циклов на двух пройденных путях света, два луча света достигнут одной и той же фазы.
На рис. 1.14 количество циклов для пути А ′ С дан кем-то 1 2 + н 1 А ′ С λ (полупериод относится к изменению фазы отражения) и для пути А Б С к н 2 А Б С λ ; если эти числа отличаются на целое число, волны будут усиливаться; если они отличаются на целое число плюс половину, они отменяются.

Как видите, для пути А ′ С , уравнение для количества циклов имеет вид 1 2 + н 1 А ′ С λ , где толщина г "=" А ′ С . Чего я не понимаю, так это почему говорят, что "толщина" А ′ С ? Я имею в виду, что если мы посмотрим на рисунок 1.14, мы увидим, что этот конкретный луч имеет постоянную среду, пока не достигнет С (то есть для луча из А ′ к С ) так какой смысл рассматривать эту часть луча, как если бы существовала какая-то среда с «толщиной»?

Я подозреваю, что тот факт, что мы относимся к «толщине», начиная с А ′ ибо луч имеет какое-то отношение к волновой интерпретации света по сравнению с лучевой интерпретацией света (и, возможно, к дифракции, как показал дифракционный эксперимент Юнга?).

Я был бы очень признателен, если бы люди нашли время, чтобы тщательно объяснить это.

Связано: если количество циклов одинаково или отличается на целое число циклов, то два луча света придут в одну и ту же фазу.

Ответы (2)

Замените толщину слова длиной пути .

Таким образом, длина пути от А ′ к С является А ′ С для волны с длиной волны λ н 1 где λ длина волны в вакууме и н 1 это показатель преломления.

Это означает, что число волн на длине А ′ С является А ′ С ( λ н 1 ) "=" н 1 А ′ С λ .
Фракция 1 2 приходит на компенсацию π изменение фазы отраженной волны по сравнению с падающей волной.

Обратите внимание, что н 1 А ′ С λ иногда пишется как н 1 А ′ С λ , и н 1 А ′ С называется оптическим путем .
Эта длина в среде с показателем преломления н 1 содержит столько же волн, сколько длина пути н 1 А ′ С в вакууме.

Что вы имеете в виду, что "фракция 1 2 приходит на компенсацию π изменение фазы отраженной волны по сравнению с падающей»? Звучит необычно. Фаза отраженной волны сдвинута на π 2 . Кроме того, я думаю, что ваш ответ довольно хорош.
@ThePointer Википедия — «Световые волны меняют фазу на 180°, когда они отражаются от поверхности среды с более высоким показателем преломления, чем у среды, в которой они распространяются. Световая волна, распространяющаяся в воздухе, отражается от стеклянного барьера. претерпевают фазовый переход на 180°, в то время как свет, проходящий в стекле, не претерпевает фазового перехода, если он отражается от границы с воздухом». Таким образом, между отраженными лучами сверху и снизу блока появляется дополнительная половина длины волны.
Ой, извините, я имел в виду λ 2 - нет π 2 . Во всяком случае, теперь я понимаю, что вы имели в виду.

Я не вижу точной части в отрывке выше (и форматирование немного странное), но да, это относится к фазовому изменению на расстоянии/толщине в определенной среде.

Сценарий предполагает, что волны, достигающие обоих А и А ′ находятся в фазе.

Если изменение фазы для А Б С равно изменению фазы для А ′ С , то свет будет сходиться по фазе. Таким образом, изменение должно быть рассчитано для обоих путей и сравнено. Нам не важен путь до А и А ′ потому что они предполагаются эквидистантными и постоянным индексом.

Мне не ясно, насколько большая часть вашего ответа имеет отношение к моему вопросу, за исключением последней части: «Нас не волнует путь до А и А ′ потому что предполагается, что они равноудалены и имеют постоянный индекс». Почему путь начинается с равноудаленного расстояния, что означает, что нас это не волнует?
Мы предполагаем некоторую согласованность с источником. Если это так, то волны, достигающие точек, равноудаленных от источника (при прохождении через одну и ту же среду), сохранят пространственную когерентность, поскольку время прохождения идентично.
и какое отношение к этому имеет пространственная когерентность?
Обработка «толщины» среды для света, проходящего через среду с низким показателем преломления и отражающегося от поверхности среды с высоким показателем преломления.
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v