Estou tentando entender por que a luz passa por uma mudança de fase ao refletir em um lado de um espelho meio prateado, mas não o outro lado.
Esta página da Wikipedia e esta resposta ambos fornecem a seguinte explicação:
- De acordo com as equações de Fresnel, uma onda:
- Sofre uma mudança de fase de π ao refletir fora da fronteira com um meio mais denso.
- Não sofre nenhuma mudança de fase ao refletir fora da fronteira com um meio menos denso.
- Quando a luz se aproxima do lado prateado de um espelho meio prateado e reflete fora do limite ar-vidro, ele passará por uma mudança de fase (porque o vidro é opticamente mais denso que o ar).
- Quando a luz se aproxima do lado não prateado de um espelho semiprateado, entra o vidro e, em seguida, reflete no limite do vidro para o ar, não sofrerá um ph ase shift (porque o ar é opticamente menos denso que o vidro).
No entanto, esta explicação parece negligenciar completamente o revestimento prateado. Parece-me que não há nenhuma fronteira ar-vidro, mas em vez disso uma fronteira ar-prata e uma fronteira-vidro prateada.
O que estou perdendo?
Comentários
- Relacionado Índice de refração do espelho.
- physics.stackexchange.com/a/330656 existe, idealmente uma mudança de 180 graus ao refletir de uma superfície de metal.
- @boyfarrell Então por que não há mudança de fase para luz se aproximando do lado não prateado do espelho? Isso é o que eu ' não entendo.
- O diagrama ajudaria essa pergunta a obter uma boa resposta
- Quem disse que não haveria fase mudar do lado não prateado? É ' que muito pouca luz será refletida na interface entre o ar e o lado não prateado do vidro. Assim, aproximando-se do lado não prateado, você ' obterá uma pequena fração da luz refletida da interface ar-vidro com uma mudança de fase de pi, a maior parte da luz entraria o vidro.
Resposta
Com coerente luz de um laser, pode-se supor que os comprimentos do caminho de um interferômetro de Michelson são iguais (para o propósito de sua pergunta) e devido à estreita largura de banda de a luz do laser também pode assumir baixa dispersão (comprimentos de caminho iguais através do vidro).
Com tudo assumido como sendo igual, a única diferença entre os dois caminhos que a luz viaja é:
Há uma mudança de fase para uma reflexão quando uma onda se propaga em um refrativo inferior meio de índice reflete a partir de um meio de índice de refração superior, mas não no caso oposto.
Observe que a luz viaja através do vidro duas vezes, uma vez do ar para o vidro para o espelho e uma vez do espelho para o vidro para o ar; uma direção tem índice crescente e a outra não.
Referência:
“ Mudança de fase entre a óptica transmitida e refletida campos de um espelho sem perdas semirreflexo é π / 2 “(1980), de Vittorio Degiorgio, no American Journal of Physics 48, 81 (1980); https://doi.org/10.1119/1.12238
Assumindo um divisor de feixe sem perdas, a condição de conservação de energia $ \ left | E_0 \ right | ^ 2 = \ left | E_t \ right | ^ 2 + \ left | E_r \ right | ^ 2 $ dá $ \ phi ^ {“} _ t – \ phi ^ {” ” } _t = \ phi ^ {“} _ r – \ phi ^ {“} _ r + \ pi $ , assim:
$$ \ phi_R = \ phi_T + \ pi / 2 $$