Jag försöker förstå varför ljus genomgår en fasförskjutning när den reflekterar från ena sidan av en halvsilverad spegel men inte andra sidan.
Denna Wikipedia-sida och detta svar båda ger följande förklaring:
- Enligt Fresnel-ekvationerna, en våg:
- Genomgår en fasförskjutning på π när den reflekteras från gränsen med ett tätare medium.
- Genomgår ingen fasförskjutning när den reflekterar utanför gränsen med ett mindre tätt medium.
- När ljus närmar sig den silverförsedda sidan av en halvsilvrad spegel och reflekterar från luft-till-glas-gränsen kommer det att genomgå en fasförskjutning (eftersom glas är mer optiskt tätt än luft).
- När ljus närmar sig den icke-försilvrade sidan av en halvsilverad spegel, kommer in glaset och reflekteras sedan från glas-till-luft-gränsen, kommer det inte att genomgå en ph asförskjutning (eftersom luft är mindre optiskt tät än glas).
Denna förklaring verkar dock försumma silverbeläggningen helt. Det verkar för mig att det inte finns någon luft-glasgräns alls utan en luft-silvergräns och en silver-glasgräns.
Vad saknar jag?
Kommentarer
- Relaterat Spegelns brytningsindex.
- physics.stackexchange.com/a/330656 det finns, helst 180 graders skift när det reflekteras från en metallyta.
- @boyfarrell Varför finns det då ingen fasförskjutning för närmar sig ljus från den icke-försilvrade sidan av spegeln? Det här är vad jag inte ' inte förstår.
- Diagram skulle hjälpa den här frågan att få ett bra svar
- Vem säger att det inte skulle finnas någon fas skift från den icke-försilvrade sidan? Det ' är bara det att mycket lite ljus kommer att reflekteras vid gränsytan mellan luft och glasets icke-försilvrade sida. Så närmar sig från den icke-försilvrade sidan får du ' en liten del av ljuset som reflekteras från luft-glasgränssnittet med en fasförskjutning av pi, det mesta av ljuset skulle komma in glaset.
Svar
Med sammanhängande ljus från en laser kan man anta att väglängderna för en Michelson interferometer är lika (för din fråga) och på grund av den smala bandbredden på laserljuset kan man också anta låg spridning (lika banlängder genom glaset).
Med allt som antas vara lika är den enda skillnaden mellan de två vägarna som ljuset färdas är:
Det finns en fasförändring för en reflektion när en våg sprids i en lägre brytningsgrad indexmedium reflekteras från ett högre brytningsindexmedium, men inte i motsatt fall.
Observera att ljuset färdas genom glaset två gånger, en gång från luft till glas till spegel och en gång från spegel till glas att sända; en riktning har ökande index och den andra inte.
Referens:
” Fasförskjutning mellan den sända och den reflekterade optiska fält av en halvreflekterande förlustfri spegel är π / 2 ”(1980), av Vittorio Degiorgio, i American Journal of Physics 48, 81 (1980); https://doi.org/10.1119/1.12238
Förutsatt att en förlustfri stråldelare är energibesparingsvillkoret $ \ left | E_0 \ right | ^ 2 = \ left | E_t \ right | ^ 2 + \ left | E_r \ right | ^ 2 $ ger $ \ phi ^ {”} _ t – \ phi ^ {” ” } _t = \ phi ^ {”} _ r – \ phi ^ {”} _ r + \ pi $ , alltså:
$$ \ phi_R = \ phi_T + \ pi / 2 $$