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菲涅耳-阿拉戈定律

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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·菲涅耳弗朗索瓦·阿拉戈发现。

该定律如下:[1]

  1. 两个正交相干的線偏振无法產生干涉。
  2. 两个平行、相干的线偏振波,其干涉方式與自然光相同。
  3. 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,,其中以粗體表示的相关量为「干涉的向量」。

已知光的強度會隨著電場平方而變化,,方括号表示时间平均值,因此,我们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

  1. 第一菲涅耳 - 阿拉戈定律:若垂直於 ,則,没有產生干涉。
  2. 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。
  3. 第三菲涅耳-阿拉戈定律:若自然光分解成正交的線偏振態,則这些狀態都不相干,这意味着相差将迅速波动而随后的时间平均,因此再次得到,無法產生干涉(即使旋转,使其平行於)。


参考文献

  1. ^ 世界的物理学; http://scienceworld.wolfram.com/physics/Fresnel-AragoLaws.html页面存档备份,存于互联网档案馆
  2. ^ Optics, Hecht, 4th edition, pp. 386-7