Определите значения коэффициента отражения и пропускания для линейно поляризованной волны, падающей на поверхность
Определите значения коэффициента отражения и пропускания для линейно поляризованной волны, падающей на поверхность стекла (с показателем преломления n=1.65) под углом 30° из воздуха. Вектор напряженности электрического поля волны перпендикулярен плоскости падения. Напишите решение.
09.12.2023 10:14
Инструкция:
Коэффициент отражения (R) и пропускания (T) для линейно поляризованной волны можно определить с использованием формул Френеля. Формулы Френеля описывают зависимость отраженной и преломленной энергии от свойств падающей среды и показателя преломления поверхности.
Для начала нужно вычислить угол отражения (θ_r) с использованием закона отражения: угол падения равен углу отражения. Угол падения (θ_i) равен 30 градусов.
Далее, можно использовать закон Снеллиуса для определения угла преломления (θ_t) в стекле:
n_1 * sin(θ_i) = n_2 * sin(θ_t)
где n_1 и n_2 - показатели преломления для воздуха и стекла соответственно. В нашем случае, n_1 = 1 (показатель преломления воздуха) и n_2 = 1.65 (показатель преломления стекла).
Мы знаем угол падения (θ_i), поэтому можно выразить угол преломления (θ_t) и использовать его для определения коэффициента отражения и пропускания.
Коэффициент отражения (R) вычисляется по формуле:
R = (n_1*cos(θ_i) - n_2*cos(θ_t)) / (n_1*cos(θ_i) + n_2*cos(θ_t))
Коэффициент пропускания (T) вычисляется по формуле:
T = 1 - R
Дополнительный материал:
Для падающего линейно поляризованного света под углом 30° из воздуха на поверхность стекла с показателем преломления n=1.65, коэффициент отражения (R) и пропускания (T) можно определить следующим образом:
1. Определение угла отражения:
θ_r = θ_i = 30°
2. Определение угла преломления:
n_1 * sin(θ_i) = n_2 * sin(θ_t)
1 * sin(30°) = 1.65 * sin(θ_t)
sin(θ_t) = 0.6061
θ_t ≈ arcsin(0.6061) ≈ 37°
3. Вычисление коэффициента отражения:
R = (n_1*cos(θ_i) - n_2*cos(θ_t)) / (n_1*cos(θ_i) + n_2*cos(θ_t))
R = (1*cos(30°) - 1.65*cos(37°)) / (1*cos(30°) + 1.65*cos(37°))
R ≈ (0.866 - 1.362) / (0.866 + 1.362)
R ≈ -0.496 / 2.228
R ≈ -0.2226
4. Вычисление коэффициента пропускания:
T = 1 - R
T = 1 - (-0.2226)
T ≈ 1 + 0.2226
T ≈ 1.2226
Таким образом, значения коэффициента отражения (R) и пропускания (T) равны соответственно -0.2226 и 1.2226.
Совет:
Определение угла преломления может потребовать использования тригонометрических функций, поэтому полезно запомнить формулу для закона Снеллиуса и знать, как использовать тригонометрические функции для решения уравнений синуса.
Дополнительное задание:
Для падающей линейно поляризованной волны под углом 45° из воздуха на поверхность стекла с показателем преломления n=1.5, определите значения коэффициента отражения (R) и пропускания (T).