82光在界面的反射和折射 介质材料可以看作许多线性谐振子的集合,在光 波场的作用下,极化的原子或分子辐射的次波与 入射光波的相互干涉决定了光在介质中的传播规 律
8.2 光在界面的反射和折射 介质材料可以看作许多线性谐振子的集合，在光 波场的作用下，极化的原子或分子辐射的次波与 入射光波的相互干涉决定了光在介质中的传播规 律
821光的反射和折射 材料的极化和磁化作用,“拖住”了电磁波的步伐 使电磁波的传播速度变慢。根据麦克斯韦电磁理论 电磁波在固体中的传播速度v与反映材料极化特性的 相对介电常数8,和磁化特性的相对磁导率μ及真空中 的光速c有如下的关系 该式反映了材料的性质对光传播的影响。对于非磁 性材料,μ≈1. 由于光的传播速度因材料而异,因此光从一种均匀 介质斜射入另一种均匀介质时,在两种介质的界面 上一般都会发生反射和折射现象
8.2.1 光的反射和折射 材料的极化和磁化作用， “拖住”了电磁波的步伐， 使电磁波的传播速度变慢。根据麦克斯韦电磁理论， 电磁波在固体中的传播速度v与反映材料极化特性的 相对介电常数r和磁化特性的相对磁导率r及真空中 的光速c有如下的关系： 该式反映了材料的性质对光传播的影响。对于非磁 性材料，r 1. 由于光的传播速度因材料而异，因此光从一种均匀 介质斜射入另一种均匀介质时，在两种介质的界面 上一般都会发生反射和折射现象。 r r c v=
822影响折射率的因素 折射率的定义得出麦克斯韦关系式: n 该式反映了光的折射率和材料的介电常数的关系 材料的极化性质又与构成材料的原子的原子量、电 子分布情况、化学性质等微观因素有关 这些微观因素通过宏观量介电常数来影响光在材料 中的传播速度。 为了进一步说明影响介质折射率的因素,由克劳修 斯-莫索蒂方程得: n o +2 3
8.2.2影响折射率的因素 折射率的定义得出麦克斯韦关系式： r=n2 该式反映了光的折射率和材料的介电常数的关系。 材料的极化性质又与构成材料的原子的原子量、电 子分布情况、化学性质等微观因素有关。 这些微观因素通过宏观量介电常数来影响光在材料 中的传播速度。 为了进一步说明影响介质折射率的因素，由克劳修 斯-莫索蒂方程 得： PM = 2 1 r r + − 3 0 n
该式说明单位体积中原子的数目越多, 或结构越紧密,则折射率越大 另外在讨论电子的极化时,从定性的简 化模型中导出了a。=48na3关系,由于介 质的折射率随组成固体的原子的电子极 化率的增加而增加,因此材料的折射率 随原子半径的增加而增加
该式说明单位体积中原子的数目越多， 或结构越紧密，则折射率越大。 另外在讨论电子的极化时，从定性的简 化模型中导出了e =40 a 3关系，由于介 质的折射率随组成固体的原子的电子极 化率的增加而增加，因此材料的折射率 随原子半径的增加而增加
归纳起来影响折射率n值的因素有下列几方面 (1)构成材料元素的离子半径和电子结构。 (2)材料的结构、晶型和非晶态。 (3)同质异构体。一般情况下,同质异构材料的高 温晶型原子的密堆积程度低,因此高温晶型的折射 率较低,低温晶型原子的密堆积程度高,因此其折 射率较高。 (4)外界因素对折射率的影响。材料在机械应力、 超声波、电场等的作用下,折射率会发生改变,如 有内应力存在的透明材料,垂直于受拉主应力方向 的n大,平行于受拉主应力方向的n小。这些效应分 别称为光弹性效应、声光效应、电光效应等
归纳起来影响折射率n值的因素有下列几方面： （1）构成材料元素的离子半径和电子结构。 （2）材料的结构、晶型和非晶态。 （3）同质异构体。一般情况下，同质异构材料的高 温晶型原子的密堆积程度低，因此高温晶型的折射 率较低，低温晶型原子的密堆积程度高，因此其折 射率较高。 （4）外界因素对折射率的影响。材料在机械应力、 超声波、电场等的作用下，折射率会发生改变，如 有内应力存在的透明材料，垂直于受拉主应力方向 的n大，平行于受拉主应力方向的n小。这些效应分 别称为光弹性效应、声光效应、电光效应等