Jeg prøver at forstå, hvorfor lys gennemgår et faseskift, når det reflekteres fra den ene side af et halvsølvet spejl, men ikke den anden side.
Denne Wikipedia-side og dette svar begge giver følgende forklaring:
- Ifølge Fresnel-ligningerne, en bølge:
- Gennemgår en faseforskydning på π, når den reflekteres fra grænsen med et tættere medium.
- Gennemgår ikke nogen faseforskydning, når den reflekterer grænsen med et mindre tæt medium.
- Når lys nærmer sig den sølvede side af et halvsølvet spejl og reflekterer fra luft-til-glas-grænsen, vil den gennemgå en faseforskydning (fordi glas er mere optisk tæt end luft).
- Når lys nærmer sig den ikke-sølvede side af et halvsølvet spejl, kommer glasset og derefter reflekteres fra glas-til-luft-grænsen, vil det ikke gennemgå en ph aseforskydning (fordi luft er mindre optisk tæt end glas).
Denne forklaring ser imidlertid ud til at forsømme sølvbelægningen fuldstændigt. Det ser ud til, at der overhovedet ikke er nogen luft-glas-grænse, men i stedet en luft-sølv-grænse og en sølv-glas-grænse.
Hvad mangler jeg?
Kommentarer
- Relateret Brydningsindeks for spejl.
- physics.stackexchange.com/a/330656 der er ideelt set et 180 graders skift, når det reflekteres fra en metaloverflade.
- @boyfarrell Så hvorfor er der ingen faseskift til lys, der nærmer sig fra den ikke-forsølvede side af spejlet? Dette forstår jeg ikke ' t.
- Diagram kan hjælpe dette spørgsmål med at få et godt svar
- Hvem siger, at der ikke ville være nogen fase skifte fra den ikke-forsølvede side? Det ' er netop, at meget lidt lys reflekteres ved grænsefladen mellem luft og den ikke-forsølvede side af glasset. Så når du nærmer dig fra den ikke-forsølvede side, får du ' en lille brøkdel af lyset, der reflekteres fra luft-glasgrænsefladen med en faseskift på pi, det meste af lyset kommer ind glasset.
Svar
Med sammenhængende lys fra en laser kan man antage, at kurlængderne på et Michelson interferometer er lige (med henblik på dit spørgsmål) og på grund af den smalle båndbredde på laserlyset kan man også antage lav spredning (lige stellængder gennem glasset).
Med alt antages at være ens, er den eneste forskel mellem de to stier, som lyset bevæger sig, er:
Der er en faseændring til en refleksion, når en bølge formerer sig i en lavere brydningsevne indeksmedium reflekteres fra et højere brydningsindeksmedium, men ikke i det modsatte tilfælde.
Bemærk, at lyset bevæger sig gennem glasset to gange, en gang fra luft til glas til spejl og en gang fra spejl til glas til luft den ene retning har stigende indeks, og den anden ikke.
Reference:
“ Faseforskydning mellem den transmitterede og den reflekterede optiske felter i et semireflekterende tabsfrit spejl er π / 2 “(1980), af Vittorio Degiorgio, i American Journal of Physics 48, 81 (1980); https://doi.org/10.1119/1.12238
Under forudsætning af en tabsfri strålesplitter er energibesparelsesbetingelsen $ \ left | E_0 \ right | ^ 2 = \ left | E_t \ right | ^ 2 + \ left | E_r \ right | ^ 2 $ giver $ \ phi ^ {“} _ t – \ phi ^ {” ” } _t = \ phi ^ {“} _ r – \ phi ^ {“} _ r + \ pi $ , således:
$$ \ phi_R = \ phi_T + \ pi / 2 $$