書記が物理やるだけ#375 反射による偏光
今回から波動光学について,電磁気学や波動の復習を兼ねつつ扱っていく。
問題
説明
電磁波に関する式は以下に集約される:
フレネルの式は,界面における光のふるまい(反射・屈折)を記述する式であり,p波(TM波,E波,垂直偏波,平行偏波)とs波 (TE波,H波,水平偏波,直交偏波)とに分けて記述される。
複素屈折率について,実部は屈折率そのものであり,虚部は吸光度合いを示す消衰定数である:
フレネル菱面体は,2回の全反射によって偏光の直交する2成分の間に 90° の位相差を生じさせるプリズムであり,全反射における位相差の計算に重要な役割を果たした。
解答
s偏光は電界が入射面に垂直な波であり,入射波・透過波・反射波から接続条件を用いて係数を求める。
p偏光は磁界が入射面に垂直な波であり,同様に係数を求める。さらにスネルの法則を用いることで別の表示を得る。
p偏光の振幅透過率が0になる入射角をブリュスター角という。
全反射の位相シフトは以下のようにして求められる。
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