当光波遇到两种介质的分界面时会发生反射和折射,当入射光是自然光时,反射光和折射光都是部分偏振光,反射光平行于入射面的振东大于垂直于入射面的振动,折射光平行于入射面的振动小于垂直于入射面的振动。
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首先考虑线偏振光入射的情况,由于光是一种电磁波,电磁振荡方向与入射方向正交,将电场振荡方向作为其光矢量方向,分解为平行于入射面和垂直于入射面的两个相互正交分量(s光和p光)。光的传播满足麦克斯韦方程,将其运用到界面可以得到电磁场的边值关系,根据边值关系得到反应反射和折射的菲涅尔公式:
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有菲涅尔公式不难看出,p光和s光相互独立,其矢量和即为对应光矢量。对于反射光分量E1p和E1s,其p光和s光的振幅比值明显依赖于入射光的角度i,只有当p光和s光的振幅等于入射光的p光和s光振幅时,反射光的偏振度才和入射光一致,而这种情况只发生在入射光只有p分量或s分量时。
对于自然光,其光矢量成分必然包含非上述情况,即其反射光成分会发生一定的偏振,使自然光变成部分偏振光。折射光的偏振产生同理。以上是对于偏振产生的定性理解,对于菲涅尔公式的详细推导,请参考Fresnel equations,谢谢。
By 勿用
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物理所 Patwf、Fi、勿用
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