半波损失

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媒质密度和波速的乘积称为波阻。波阻大的媒质称为波密媒质,波阻小的媒质称为波疏媒质。
波从波疏介质射向波密介质时反射过程中,反射波在离开反射点时的振动方向相对于入射波到达入射点时的振动相反,或者说,反射波相对于入射波相位突变π,这种现象叫做半波损失 [1] 
中文名
半波损失
所属领域
物理学

目录

半波损失定义

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从波动理论可知,波的振动方向相反相当于波多走(或少走)了半个波长。入射光在光疏媒质中前进,遇到光密媒质界面时,在掠射或垂直入射2种情况下,在反射过程中产生半波损失,这只是对光的电场强度矢量的振动而言。如果入射光在光密媒质中前进,遇到光疏媒质的界面时,不产生半波损失。不论是掠射或垂直入射,折射光的振动方向相对于入射光的振动方向,永远不发生半波损失 [2] 
光的干涉现象是有关光的现象中的很重要的一部分,而只要涉及到光的干涉现象,半波损失就是一个不得不考虑的问题。
光在不同介质表面反射时,在入射点处,反射光相对于入射光来说,可能存在半波损失,半波损失可以通过直观的实验现象——干涉图样,来得到验证。

半波损失原因

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洛埃镜实验中,如果将屏幕挪近与洛埃镜相接触。接触处为整个装置的对称中心,两束相干波的波程差应为零,但实验发现接触处不是0级明条纹,而是暗条纹。这一事实说明洛埃镜实验中,光线自空气射向平面镜并在平面镜上反射后有了量值为π的位相突变,这也相当于光程差突变了半个波长 [3] 
光在反射时为什么会产生半波损失呢?这和光的电磁本性有关,可通过菲涅耳公式来解释。
在任何时刻,我们都可以把入射波反射波折射波的电矢量分成两个分量,一个平行入射面,另一个垂直入射面。有关各量的平行分量和垂直分量依次用指标p和s表示。以i1、i1´ 和i2分别表示入射角、反射角和折射角,它们确定了各波的传播方向。以A1、A1´、A2来依次表示入射波、反射波和折射波的电矢量的振幅,它们的分量相应就是Ap1、Ap1´、Ap2和As1、As1´、As2。但由于三个波的传播方向各不相同,必须分别规定各分量的某一方向为正,这种规入射光在光疏介质(n1小)中前进,遇到光密介质(n2大)的界面时定可任意(只要在一个问题的全部讨论过程中始终采取同一种正方向选择)。

半波损失理论应用

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半波损失理论在实践生活中有很重要的应用,如:检查光学元件的表面,光学元件的表面镀膜、测量长度的微小变化以及在工程技术方面有广泛的应用 [4] 
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参考资料
  • 1.    阎金铎.中国中学教学百科全书:物理卷[M].沈阳:沈阳出版社,
  • 2.    张静江. 关于光在介质表面反射的半波损失问题[J]. 大学物理, 2001, 20(4):1-1.
  • 3.    程俭中, 陈小凤. 半波损失产生条件的分析与讨论[J]. 贵州大学学报(自然科学版), 2004, 21(3):258-260.
  • 4.    赵俊卿, 蔡传锦. 光波的半波损失现象及其应用探析[J]. 山东建筑大学学报, 2005, 20(4):94-98.