Различия
Показаны различия между двумя версиями страницы.
| Предыдущая версия справа и слева Предыдущая версия Следующая версия | Предыдущая версия | ||
| optics:res1.21 [2020/02/17 09:36] – root | optics:res1.21 [2020/02/19 05:13] (текущий) – root | ||
|---|---|---|---|
| Строка 11: | Строка 11: | ||
| Запишем условие на границе для тангенциальных компонент полей, но | Запишем условие на границе для тангенциальных компонент полей, но | ||
| так как имеются только тангенциальные компоненты, | так как имеются только тангенциальные компоненты, | ||
| - | для электрического поля | + | для электрического поля |
| - | \textemdash{} | + | --- $H+H_{1}=B+B_{1}$ в момент времени $t=0$ и принимая, |
| что на границе $z=0$. На нижней границе $z=d$, для электрического | что на границе $z=0$. На нижней границе $z=d$, для электрического | ||
| - | поля | + | поля |
| - | \textemdash{} | + | --- $Be^{ik_{2}d}+B_{1}e^{-ik_{2}d}=H_{2}$. |
| Запишем магнитное поле через электрическое: | Запишем магнитное поле через электрическое: | ||
| - | $[\vec{k}\times\vec{E}]=\frac{\omega}{c}\vec{B}=\frac{\omega\mu}{c}\vec{H}$, | + | $$[\vec{k}\times\vec{E}]=\frac{\omega}{c}\vec{B}=\frac{\omega\mu}{c}\vec{H}, |
| вспоминая, | вспоминая, | ||
| - | |||
| запишем | запишем | ||
| - | + | $$\sqrt{\varepsilon}[\vec{n}\times\vec{E}]=\sqrt{\mu}\vec{H}, | |
| - | $\sqrt{\varepsilon}[\vec{n}\times\vec{E}]=\sqrt{\mu}\vec{H}$, где | + | $\vec{n}=\frac{\vec{k}}{k}$ |
| - | $\vec{n}=\frac{\vec{k}}{k}$ | + | |
| волны, тогда выбрав за направление $z$ направление распространения | волны, тогда выбрав за направление $z$ направление распространения | ||
| падающей волны, запишем условие для магнитного поля через электрическое: | падающей волны, запишем условие для магнитного поля через электрическое: | ||
| - | + | $$E-E_{1}=n(A-A_{1}), | |
| - | $E-E_{1}=n(A-A_{1}), | + | где $n$ --- показатель преломления плёнки. Для второй границы |
| - | плёнки. Для второй границы $n(Ae^{ik_{2}d}-A_{1}e^{-ik_{2}d})=E_{2}$ | + | $$n(Ae^{ik_{2}d}-A_{1}e^{-ik_{2}d})=E_{2}.$$ |
| Тогда из системы | Тогда из системы | ||
| - | $\left\{ \begin{array}{l} | + | $$\left\{ \begin{array}{l} |
| E+E_{1}=A+A_{1}\\ | E+E_{1}=A+A_{1}\\ | ||
| E-E_{1}=n(A-A_{1})\\ | E-E_{1}=n(A-A_{1})\\ | ||
| Ae^{ik_{2}d}+A_{1}e^{-ik_{2}d}=E_{2}\\ | Ae^{ik_{2}d}+A_{1}e^{-ik_{2}d}=E_{2}\\ | ||
| n(Ae^{ik_{2}d}-A_{1}e^{-ik_{2}d})=E_{2} | n(Ae^{ik_{2}d}-A_{1}e^{-ik_{2}d})=E_{2} | ||
| - | \end{array}\right.$ | + | \end{array}\right.$$ |
| Найдём сначала поле в плёнке. Из первых двух уравнений исключим $E_{1},$ | Найдём сначала поле в плёнке. Из первых двух уравнений исключим $E_{1},$ | ||
| - | а из второй пары | + | а из второй пары |
| - | + | ||
| - | $2E=A(1+n)+A_{1}(1-n)$ | + | |
| - | + | ||
| - | $A_{1}(1+n)e^{-ik_{2}d}=A(n-1)e^{ik_{2}d}$ | + | |
| + | $$2E=A(1+n)+A_{1}(1-n); | ||
| + | $$A_{1}(1+n)e^{-ik_{2}d}=A(n-1)e^{ik_{2}d}, | ||
| тогда | тогда | ||
| - | + | $$A_{1}=A\frac{n-1}{1+n}e^{i2k_{2}d}$$ | |
| - | $A_{1}=A\frac{n-1}{1+n}e^{i2k_{2}d}$ | + | |
| и | и | ||
| - | + | $$2E=A(1+n)-A\frac{(n-1)^{2}}{1+n}e^{i2k_{2}d}=A\frac{(1+n)^{2}-(1-n)^{2}e^{i2k_{2}d}}{1+n}=$$ | |
| - | $2E=A(1+n)-A\frac{(n-1)^{2}}{1+n}e^{i2k_{2}d}=A\frac{(1+n)^{2}-(1-n)^{2}e^{i2k_{2}d}}{1+n}=2Ae^{ik_{2}d}\frac{-(1+n^{2})i\sin k_{2}d+2n\cos k_{2}d}{1+n}\approx2Ae^{ik_{2}d}\frac{-i(1+n^{2})k_{2}d+2n}{1+n}$ | + | $$ |
| + | 2Ae^{ik_{2}d}\frac{-(1+n^{2})i\sin k_{2}d+2n\cos k_{2}d}{1+n}\approx2Ae^{ik_{2}d}\frac{-i(1+n^{2})k_{2}d+2n}{1+n}.$$ | ||
| Найдём, | Найдём, | ||
| - | $A+A_{1}=A\left(1+\frac{n-1}{1+n}e^{i2k_{2}d}\right)=2A\frac{e^{ik_{2}d}}{1+n}\left(n\cos k_{2}d-i\sin k_{2}d\right)\approx2A\frac{e^{ik_{2}d}}{1+n}\left(n-ik_{2}d\right)=2E\frac{n-ik_{2}d}{-i(1+n^{2})k_{2}d+2n}$ | + | $$A+A_{1}=A\left(1+\frac{n-1}{1+n}e^{i2k_{2}d}\right)=$$ |
| - | + | $$2A\frac{e^{ik_{2}d}}{1+n}\left(n\cos k_{2}d-i\sin k_{2}d\right)\approx2A\frac{e^{ik_{2}d}}{1+n}\left(n-ik_{2}d\right)=$$ | |
| - | $E_{1}=A+A_{1}-E\approx E\left(2\frac{n-ik_{2}d}{-i(1+n^{2})k_{2}d+2n}-1\right)=E\left(\frac{2n-2ik_{2}d+i(1+n^{2})k_{2}d-2n}{-i(1+n^{2})k_{2}d+2n}\right)=E\left(\frac{i(n^{2}-1)k_{2}d}{-i(1+n^{2})k_{2}d+2n}\right)$ | + | $$2E\frac{n-ik_{2}d}{-i(1+n^{2})k_{2}d+2n}.$$ |
| + | Тогда | ||
| + | $$E_{1}=A+A_{1}-E\approx E\left(2\frac{n-ik_{2}d}{-i(1+n^{2})k_{2}d+2n}-1\right)=$$ | ||
| + | $$E\left(\frac{2n-2ik_{2}d+i(1+n^{2})k_{2}d-2n}{-i(1+n^{2})k_{2}d+2n}\right)=$$ | ||
| + | $$E\left(\frac{i(n^{2}-1)k_{2}d}{-i(1+n^{2})k_{2}d+2n}\right).$$ | ||
| Для расчёта коэффициента отражения и прохождения необходимо использовать | Для расчёта коэффициента отражения и прохождения необходимо использовать | ||
| отношение потоков энергии, | отношение потоков энергии, | ||
| - | $\vec{S}=\frac{c}{4\pi}[\vec{E}\times\vec{H}]=\frac{c}{4\pi}[\vec{E}\times\sqrt{\frac{\varepsilon}{\mu}}[\vec{n}\times\vec{E}]]=\frac{c}{4\pi}\sqrt{\frac{\varepsilon}{\mu}}E^{2}\vec{n}$ | + | $$\vec{S}=\frac{c}{4\pi}[\vec{E}\times\vec{H}]=\frac{c}{4\pi}[\vec{E}\times\sqrt{\frac{\varepsilon}{\mu}}[\vec{n}\times\vec{E}]]=\frac{c}{4\pi}\sqrt{\frac{\varepsilon}{\mu}}E^{2}\vec{n}.$$ |
| - | Коэффициент отражения: | + | Коэффициент отражения: |
| + | $$\rho_{r}=\frac{S_{1}}{S}=\frac{E_{1}^{2}}{E^{2}}=\left|\frac{i(n^{2}-1)k_{2}d}{-i(1+n^{2})k_{2}d+2n}\right|^{2}=$$ | ||
| + | $$\frac{(n^{2}-1)^{2}k_{2}^{2}d^{2}}{(1+n^{2})^{2}k_{2}^{2}d^{2}+4n^{2}}\approx\frac{(n^{2}-1)^{2}k_{2}^{2}d^{2}}{4n^{2}}.$$ | ||
| Вполне естественно, | Вполне естественно, | ||
| и самой границы. | и самой границы. | ||