> 욱스님께서 말씀하시길....
>
> 안녕하세요.
> 파동이 서로 다른 매질을 이동하게 될때,
> 위상이 변한다고 들었습니다. (소한매질, 밀한매질...)
> 반사되는 위상과 통과하는 위상이 변하기도 하고, 그대로
> 유지되기도 하는 것으로 알고 있는데,
> 소한매질과 밀한매질의 예처럼 항상 180도의 위상변화만을
> 갖는지 궁금합니다.
>
> 그리고, 빛의 경우(단일파장)에는 굴절률에 따라서 매질내에서
> 빛의 파장이 변하는 것으로 알고 있는데, 이때 반사되는 빛과
> 투과하는 빛의 위상은 어떻게 변하는지 궁금합니다.
> 요약하면, 반사와 투과시에 위상변화가 매질에 따라서
> 달라질것 같은데 그것을 결정하는 인자가 무엇인지 궁금하고요.
> (예를 들면, 굴절율, 투과율, 흡수율등등..)
> 그리고, 위상이 항상 180도 단위로 변하는지 궁긍합니다.
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빛이 매질의 경계에서 반사가 일어나거나 투과가 일어나는 정도는 전적으로 두 물질의 굴절률의 비(상대굴절률)에만 의존하게 됩니다. 이때 물질의 투과율이 1이 아니라면 굴절률은 복소수의 값을 갖게 되고, 완전히 투명한, 즉 투과율이 1이라면 굴절률이 실수의 값을 갖게 됩니다. 보통 굴절률이 복소수의 값을 가지고 있으면 반사시 0이나 180도가 아닌 임의의 위상변화를 동반할 수 있겠습니다.
여기서는 투명한 매질이 서로 평면의 경계를 이루고 있어서 상대적인 굴절률이 실수인 '보통'의 경우를 생각하죠. 이때 투과파는 어느 경우나 위상변화가 없습니다. 따라서 반사파의 경우에만 생각하면 됩니다.
소한 매질(굴절률이 작은 매질)에서 밀한 매질로 가는 상대굴절률이 1보다 큰 경우에는 브레스터 각 이하의 입사각에서는 위상이 180도 바뀌게 됩니다. 그러나 브레스터 각 이상의 입사각에서는 굴절평면 (입사광과 굴절광, 반사강이 놓여 있는 평면)에 나란한 편광의빛은 위상이 바뀌지 않습니다.
반대로 밀한 매질에서 소한 매질로 가는 경우는 사정이 더 복잡합니다. 우선 보통의 입사파의 경우 위상이 변하지 않습니다. 그러나 굴절평면에 나란한 편광의 경우 부레스터 각보다 더 큰 입사각을 갖는 경우 위상이 180도 변합니다. 즉 앞에서의 소->밀 과 반대의상황이 벌어집니다.
한편 밀->소인 경우 입사각이 임계각보다 커서 전반사를 하는 경우에는 편광상태에 따라 다르지만 0 ~ 180사이의 위상차이를 갖게 됩니다. 이에 대한 해석은 대학의 "광학" 교재에 프레넬 방정식 등과 함께 보통 다루고 있으므로 이를 더 참고하시기 바랍니다.
정기수 |
|
님이
남겨주셨습니다.
[Re]빛이 반사시에 위상관계.