菲涅耳-阿拉戈定律
此條目包含過多行話或專業術語,可能需要簡化或提出進一步解釋。 (2018年12月18日) |
菲涅耳–阿拉戈定律指的是關於偏振態的三個定律,總結不同偏振態光之間的干涉性質。由奧古斯丁·菲涅耳和弗朗索瓦·阿拉戈發現。
該定律如下:[1]
- 兩個正交、相干的線偏振無法產生干涉。
- 兩個平行、相干的線偏振波,其干涉方式與自然光相同。
- 構成自然光的兩個正交的線偏振態,無法產生干涉,因此無法形成易於觀察的干涉圖案。(即使旋轉其中一個偏振態,以對齊另一個偏振態,結果也一樣,這是因為兩個態非相干)
考慮兩個波的數學形式後,將對定律有更清楚地認識,和,其中以粗體表示的相關量為「干涉的向量」。
已知光的強度會隨著電場平方而變化,,方括號表示時間平均值,因此,我們只要對電場做平方計算之前,先對其加總。經代數計算[2]合成波的強度後,就能得到干涉項,即,其中表示結合路徑長和初始相位差後的相位差。
現在可以看到
- 第一菲涅耳 - 阿拉戈定律:若垂直於 ,則,沒有產生干涉。
- 第二菲涅耳 - 阿拉戈定律:若平行於,則干涉項就會產生,且光強度與有關。
- 第三菲涅耳-阿拉戈定律:若自然光分解成正交的線偏振態,則這些狀態都不相干,這意味着相差將迅速波動而隨後的時間平均,因此再次得到,無法產生干涉(即使旋轉,使其平行於)。
參考文獻
編輯- ^ 世界的物理學; http://scienceworld.wolfram.com/physics/Fresnel-AragoLaws.html (頁面存檔備份,存於網際網路檔案館)
- ^ Optics, Hecht, 4th edition, pp. 386-7
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