
【化】 half-wave loss
【電】 half wave
damage; expense; lose; losing; loss
【化】 loss
【醫】 loss
【經】 decrement; loss
半波損失(half-wave loss)是波動光學中的重要概念,指光波在兩種介質界面發生反射時産生的相位突變現象。當光從低折射率介質(如空氣)入射到高折射率介質(如玻璃)時,反射光的相位會突然改變$pi$弧度,相當于損失了半個波長的光程差。這一現象在薄膜幹涉實驗中表現為明暗條紋的位置反轉。
該術語的英文直譯為"half-wave loss",其物理機制可通過麥克斯韋電磁理論和菲涅爾公式解釋:光波反射時的電場矢量方向改變導緻相位躍變。值得注意的是,隻有當光從光疏介質進入光密介質且入射角接近垂直時,才會發生半波損失。
應用領域包括:
參考資料:
半波損失是波動現象中因反射導緻的相位突變現象,常見于光波、聲波等。以下是綜合多來源的詳細解釋:
概念
當波從波疏介質(波速較慢、波阻小)傳播至波密介質(波速較快、波阻大)時,反射波的相位會突然改變π(即180°),這種現象稱為半波損失。名稱中的“損失”并非實際能量損失,而是因相位突變等效于光程減少半個波長(即$Delta = lambda/2$),故形象地稱為“半波損失”。
物理機制
相位突變源于兩種介質的波阻抗差異。反射時波的電場振動方向反轉,相當于額外增加了半個波長的光程差,數學表示為:
$$Delta phi = pi quad text{或等效光程差} quad Delta = frac{lambda}{2}$$
這一現象可通過電磁理論(菲涅耳公式)嚴格推導。
光學幹涉
在薄膜幹涉(如肥皂膜、增透膜)中,半波損失會改變光程差,導緻明暗條紋分布反轉。例如:
實驗驗證
洛埃鏡實驗通過觀察幹涉條紋偏移,直接驗證了半波損失的存在。
以光從空氣(波疏)射入玻璃(波密)為例:
如需進一步了解數學推導(如菲涅耳公式),可參考光學教材或專業文獻。
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