3.3. Різні випадки падіння і відбиття світла
Математичний опис проходження полем кордону розділу двох середовищ має велике значення при проектуванні оптичних систем, де зустрічається ряд практично важливих окремих випадків. Нижче розглядаються ці випадки, а також приклад застосування формул Френеля (параграф 3.2) при створенні засобів, що зменшують втрати світла на відбиття.
3.3.1. нормальне падіння
При нормальному падінні. Тоді коефіцієнт відображення визначається так:
Якщо межа розділу середовищ - скло-повітря, то, тобто при нормальному падінні світла на скло відбивається близько 4% енергії.
3.3.2. кут Брюстера
З виразу (3.2.13) випливає, що при куті падіння такому, що, коефіцієнт відображення паралельно поляризованого світла. Отже, при певному куті падіння світло при паралельній поляризації зовсім не відбивається, а відбивається тільки ортогонально поляризоване світло (Рис.3.3.1).
Кут, при якому відбувається повна поляризація при відображенні, називається кутом Брюстера.
Можна наочно показати відмінності залежностей коефіцієнтів відбиття світла від кордону розділу двох середовищ для двох випадків поляризації. Для цього будується графік залежності і від кута падіння (ріс.3.3.2). Індекс позначає такий стан поляризації світла, при якому електричний вектор перпендикулярний площині падіння (), а - стан поляризації, при якому електричний вектор лежить в площині падіння (). Графік показує, що межа розділу двох середовищ надає найбільш сильний вплив на поляризацію падаючого світла для кутів падіння, близьких до кута Брюстера. Це явище використовується при створенні спеціальних перетворювачів світлового поля - поляризаторів.
Ріс.3.3.2. Графік залежності коефіцієнтів відбиття
для TM та TE поляризованого світла від кута падіння.
3.3.3. Просвітлення оптики. тонкі плівки
При проходженні світла через складні оптичні системи з великою кількістю оптичних деталей на кожній поверхні втрачається близько 4% світла. В результаті через систему може пройти всього 20% світлового потоку. Застосування тонкошарових плівок для ослаблення Френелевскую відображення називається просвітленням оптики. Покриття, що просвітлюють можуть зменшити відображення в 3-4 рази.
Принцип дії просвітлюють покриттів заснований на явищі інтерференції. На поверхню оптичної деталі наносять тонку плівку, показник заломлення якої менше показника заломлення скла. Луч, відбитий від поверхні плівки, і промінь, відбитий від кордону плівка-скло когерентні. Можна підібрати товщину плівки так, щоб при інтерференції вони погасили б один одного, підсилюючи, таким чином, що проходить світло (ріс.3.3.3).
Ріс.3.3.3. Просвітлення оптики.
Для цього, по-перше, амплітуди двох відбитих хвиль повинні бути рівні, і, по-друге, фази (ейконали) повинні відрізнятися на половину періоду, щоб промені погасили один одного (або). Для цього необхідно виконання наступних умов: