Jeg prøver å forstå hvorfor lys gjennomgår et faseforskyvning når det reflekteres av den ene siden av et halvsølvet speil, men ikke den andre siden.
Denne Wikipedia-siden og dette svaret begge gir følgende forklaring:
- I følge Fresnel-ligningene, en bølge:
- Gjennomgår en faseforskyvning på π når den reflekteres utenfor grensen med et tettere medium.
- Gjennomgår ingen faseforskyvning når den reflekterer utenfor grensen med et mindre tett medium.
- Når lys nærmer seg den sølvede siden av et halvsølvet speil og reflekterer fra luft-til-glass-grensen, vil den gjennomgå en faseforskyvning (fordi glass er mer optisk tett enn luft).
- Når lys nærmer seg den ikke-sølvede siden av et halvsølvet speil, kommer glasset og reflekteres deretter av glass-til-luft-grensen, vil det ikke gjennomgå en ph askeforskyvning (fordi luft er mindre optisk tett enn glass).
Denne forklaringen ser imidlertid ut til å forsømme sølvbelegget helt. Det ser ut til at det ikke er noen luft-glass-grense i det hele tatt, men i stedet en luft-sølv-grense og en sølv-glass-grense.
Hva mangler jeg?
Kommentarer
- Relatert Brytningsindeks for speil.
- physics.stackexchange.com/a/330656 er det, ideelt sett et 180 graders skift når det reflekteres fra en metalloverflate.
- @boyfarrell Så hvorfor er det ingen faseforskyvning for lys nærmer seg fra den ikke-sølvede siden av speilet? Dette er det jeg ikke ' ikke forstår.
- Diagram vil hjelpe dette spørsmålet med å få et godt svar
- Hvem sier at det ikke ville være noen fase skifte fra ikke-forsølvet side? Det ' er bare det at veldig lite lys reflekteres i grensesnittet mellom luft og den ikke-forsølvede siden av glasset. Så når du nærmer deg fra den ikke-sølvede siden, får du ' en liten brøkdel av lyset som reflekteres fra luftglassgrensesnittet med en faseskift på pi, det meste av lyset vil komme inn glasset.
Svar
Med sammenhengende lys fra en laser kan man anta at banelengdene til et Michelson interferometer er like (for formålet med spørsmålet ditt) og på grunn av den smale båndbredden til laserlyset kan man også anta lav spredning (like banelengder gjennom glasset).
Med alt antatt å være lik er den eneste forskjellen mellom de to banene som lyset beveger seg er:
Det er en faseendring for en refleksjon når en bølge som forplanter seg i en lavere brytningsgrad indeksmedium gjenspeiler fra et høyere brytningsindeksmedium, men ikke i motsatt tilfelle.
Legg merke til at lyset beveger seg gjennom glasset to ganger, en gang fra luft til glass til speil, og en gang fra speil til glass å lufte; den ene retningen har økende indeks, og den andre ikke.
Referanse:
« Faseskift mellom den sendte og den reflekterte optiske felt av et semireflekterende tapsfritt speil er π / 2 «(1980), av Vittorio Degiorgio, i American Journal of Physics 48, 81 (1980); https://doi.org/10.1119/1.12238
Forutsatt at en tapsfri strålesplitter er energibesparende tilstand $ \ left | E_0 \ right | ^ 2 = \ left | E_t \ right | ^ 2 + \ left | E_r \ right | ^ 2 $ gir $ \ phi ^ {«} _ t – \ phi ^ {» » } _t = \ phi ^ {«} _ r – \ phi ^ {«} _ r + \ pi $ , dermed:
$$ \ phi_R = \ phi_T + \ pi / 2 $$