收藏本站
《复旦大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

可见光波段电磁波在金属/空气界面传输规律实验研究

顾闻  
【摘要】: 早在17世纪Snell和Descartes发现光线穿越由不同介质构成的界面时会发生折射的现象,被称为Snell折射定律,成为奠定现代光学原理的重要基石之一。这一定律被广泛应用于透明物质,但应用在金属吸收介质(即光线通过吸收介质/介质边界)时的情况,至今仍是一个未被很好解决的难题。即使对于最简单的情况,假设由金属和大气构成的界面,电磁波穿越金属/空气边界时发生的折射可由Snell公式表达:n_1 sinα=(?),式中空气的折射率n_1=1,α是空气一侧的入射角,(?)是金属的复折射率,因此,折射角(?)也将是复角。但实际上,复角(?)只是一个数学上的概念,缺少与其对应的物理意义,光线在物质中的传播路径必须为实数。 在本工作中,我们对这一问题进行了研究,特别在可见光区通过测量在金属吸收介质/空气的边界光的实际折射角β和相应的金属等效折射率n_2值,对光在吸收介质中的折射特性进行了研究。 国际上较早对这个问题的讨论是在Kudykina的文献中[1],对于垂直入射吸收介质的光电磁波的s分量进行了讨论,得出该情况下Snell定律是和在普通介质中形式一样。另一种讨论[2]是通过对一般的Snell公式(n_1 sinα=(?))进行数学变换进行的,即(?)→n(1+ik),在此基础上,给出了实数β角和n_2的推导表达式。但这些结果并没有在实验上给予充分验证和给出更完整的理论解释[3]。 本研究工作涉及到对经典物理光学中最基本定律的认识和理解,无论是在理论还是应用上都有着很多现实意义,能促使人们更好的认识基于Snell定律的电磁波在物质中的传播规律。本论文获得的结果及其后续工作将会促使人们对于自然界中的这些有趣的现象和问题进行更深入的研究和理解。 至今,对于这些问题的解释仍然没有定论,而与之相关的很多方面(如负折射[4-7]、人工材料[8-10]、光子晶体[11-13]、surface plasma[14-15]等等)都成为近年来最热门的话题,频频出现在Nature,Science,Physical Review Letter等一流杂志上,世界范围内的研究小组通过各种不同的实验和理论模拟,都在探索与本领域相关的问题,人们也正越来越接近这个历史性谜题的答案。 在本工作中采用了光程放大原理对极微小折射角的物理量进行了测量,设计了光线从楔形金属样品底边垂直入射的光路结构,分析了光线在通过金属吸收介质/空气边界上的折射规律。在研究中,首先采用单波长激光观察了光在金/空气界面的折射现象,通过实验装置和测量方法的改进,使得实验数据测量的稳定性有了很大的提高。接着较为系统地选用了三种有代表性的不同波长的光源,制备了一系列样品,对光在金/空气和银/空气界面的折射角进行了细致的实验测量和数据分析,获得了有规律的结果。与此同时,还结合Drude模型对光学常数的色散特性进行了初步模拟计算,从而为深入研究打下了良好的基础。
【学位授予单位】:复旦大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:O451

手机知网App
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 唐剑;林仲琴;;揭开颜色之谜[J];阿坝师范高等专科学校学报;2007年S1期
2 胡光;提丢斯科学思想的历史考察[J];安徽教育学院学报;2002年06期
3 曹顶江;时间自然基准的建立、发展及现状[J];安徽教育学院学报;2002年06期
4 蔡志凌;物理学史的教育功能[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2003年02期
5 赵岩;美与物理教学[J];鞍山师范学院学报;2001年03期
6 孙诒丹;谈薛定谔方程的建立与创造性思维特征[J];鞍山师范学院学报;2004年04期
7 周士芸;;类比法在经典电磁理论研究中的两大成功范例[J];安顺学院学报;2009年05期
8 张玉峰;;物理学史在物理教学过程中的作用[J];安阳师范学院学报;2011年05期
9 张宁;;物理学中的创造性思维研究——从宇称不守恒发现过程中得到的启示[J];北京联合大学学报(自然科学版);2008年01期
10 蔡厚贵;;物理学史的课程功能及其应有的教学维度[J];毕节学院学报;2010年04期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 铁小匀;;定性观察与分析在大学物理实验中的重要性[A];北京高教学会实验室工作研究会2007年学术研讨会论文集[C];2007年
2 耿琦;胡华四;;原子核是A个质子非周期性排列成的准晶体[A];第十次全国核结构研讨会暨第六次全国核结构专题讨论会会议文集(二)[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 杨睿;美国《物理评论》的创办和发展[D];西北大学;2011年
2 余赟;浅海低频声场干涉结构及其应用研究[D];哈尔滨工程大学;2011年
3 周迎春;Fe_(78)Si_9B_(13)非晶合金低频磁脉冲处理效应及其经验电子理论研究[D];东北大学;2009年
4 郭长江;中国近现代科学教育变革的文化反思[D];华东师范大学;2003年
5 孙润军;纺织品抗静电、防电磁辐射机理及评价方法的研究[D];东华大学;2005年
6 冯维江;安全、不完全契约与国际规则[D];中国社会科学院研究生院;2008年
7 刘晶;燃烧过程中痕量元素释放与反应机理的研究[D];华中科技大学;2007年
8 周幼华;脉冲激光沉积法制备β-FeSi_2半导体薄膜的研究[D];华中科技大学;2007年
9 曹伟伟;碳素电热元件的电热辐射性能研究[D];山东大学;2009年
10 胡永红;轴子传递的手性宏观力的研究[D];华中科技大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 危兆玲;PbS和PbSe材料的制备与表征[D];太原理工大学;2011年
2 蒋志龙;恩施州农村初中物理演示实验教学的研究[D];华中师范大学;2011年
3 吴杰;高中教学中物理学史的人文教育价值的实践研究[D];天津师范大学;2011年
4 杨琦;量子力学中假说的发展及相关影响[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 郑丑生;物理文化视角下的中学物理教学情境设计研究[D];湖南科技大学;2011年
6 聂楚杉;戴维玻姆整体论思想研究[D];华中科技大学;2010年
7 马含悦;316L不锈钢热老化现象的电子理论研究[D];西南石油大学;2011年
8 金霞;高中物理教材中关于科学过程的科学史内容分析[D];河南师范大学;2011年
9 朱传华;初中物理教学中物理学史教育现状调查与研究[D];苏州大学;2011年
10 闫蓉;高中物理教学中实施科学方法教育的途径研究[D];东北师范大学;2011年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邓锡铭;;负吸收介质法卜利-白洛干涉仪[J];科学通报;1963年11期
2 宋晓欣;;测量薄透镜折射率及曲率半径的一种方法[J];物理实验;1991年02期
3 冷光尧;吸收介质界面上反射高斯束的角位移[J];光学学报;1996年05期
4 陈武鸣,陈冬保,张立刚;一种改进的劳仑茨一劳仑兹公式[J];南京大学学报(自然科学版);1997年02期
5 阮树仁;共振频率附近的吸收曲线与色散曲线[J];物理与工程;2004年06期
6 袁景梅,汤兆胜,易葵,邵建达,范正修;高折射率材料吸收特性对193nm HfO_2/SiO_2,Y_2O_3/SiO_2,Al_2O_3/SiO_2多层膜反射特性的影响[J];中国激光;2004年12期
7 郭秀芝;张跃林;;利用偏振光测定晶体折射率的实验设计[J];北华大学学报(自然科学版);2006年06期
8 何理;杨伯君;张晓光;于丽;;光子晶体光纤特性及光通信中的应用[J];量子光学学报;2006年04期
9 张庆礼;殷绍唐;王召兵;孙敦陆;万松明;;吸收光谱测量晶体折射率的简易方法[J];人工晶体学报;2007年01期
10 高渊;;布儒斯特角的非电量电测[J];物理通报;2007年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈将伟;张豹山;唐东明;杨燚;鹿牧;陆怀先;;电磁波在损耗媒质界面反射折射基本规律的理论研究[A];中国空间科学学会空间材料专业委员会2009学术交流会论文集[C];2009年
2 张丽艳;徐时清;赵士龙;王宝玲;;用于渐逝波泵浦的低折射率高稀土浓度氟磷酸盐玻璃的光谱性能研究[A];2005中国硅酸盐学会特种玻璃分会学术研讨会会议论文集[C];2005年
3 陈乃波;吴惠桢;;Mg_xZn_(1-x)O薄膜的折射率及三阶非线性研究[A];浙江省光学学会第九届学术年会暨新型光电技术青年论坛论文集[C];2005年
4 苗翠英;李普济;;汽车前大灯玻璃的元素及折射率测定[A];中国化学会第二十五届学术年会论文摘要集(下册)[C];2006年
5 张殷华;黄伟;张云洞;;几种红外薄膜材料的光学特性[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
6 庄乃锋;陈新;胡晓琳;陈建中;;非线性光学晶体Ca_(10.5-x-3y)A_(2x)La_(2y)(VO_4)_7(A=Na~+,K~+)的光学与热学性质研究[A];第14届全国晶体生长与材料学术会议论文集[C];2006年
7 岳耀丽;徐明阳;吕宏伟;丁明吉;周翔;霍建;曾鹏;;实验室内光纤长度的精确测量[A];第十七届十三省(市)光学学术年会暨“五省一市光学联合年会”论文集[C];2008年
8 刘忠伟;孙滨如;张保军;周越;;红外反射谱法测量金刚石薄膜的厚度和折射率[A];首届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1992年
9 刘正堂;宋建全;朱景芝;耿东生;郑修鳞;;磁控反应溅射Ge_xC_(1-x)薄膜的光学性能[A];第三届中国功能材料及其应用学术会议论文集[C];1998年
10 張道治;連煥成;;不同指向性不同波束寬多波束微波透鏡天線之設計[A];2002海峡两岸三地无线科技研讨会论文集[C];2002年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 记者 刘霞;科学家构建出零折射率“超材料”[N];科技日报;2011年
2 葛进;日证明水具有普克尔斯效应[N];科技日报;2008年
3 本报记者 薜庆元;树脂镜片八成不合格[N];中国消费者报;2003年
4 记者 陈超;日研制出阻止光反射新元件 可大幅减少光通信中的信号丢失[N];科技日报;2006年
5 郑南;水晶与仿冒品的区别[N];卫生与生活报;2006年
6 周晨;肖特在中国采用高精度光学性能测量技术[N];科技日报;2008年
7 卞晨光;新型成像技术让人类看清活细胞内任何活动[N];科技日报;2007年
8 ;体积小“面子”大[N];中国计算机报;2002年
9 道尔吉;微波技术在炼钢领域的应用[N];世界金属导报;2006年
10 李晓晗;披上“隐形衣”瞬间遁形,可能不是梦[N];新华每日电讯;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邬云骅;可见电磁波在金属/空气界面传输特性实验研究[D];复旦大学;2008年
2 赖昌;环境介质对发光团自发辐射衰减寿命的影响[D];中国科学技术大学;2008年
3 马兴科;水+乙醇+碳酸钾三元混合溶液的临界跨接行为[D];兰州大学;2006年
4 李爱魁;激光直写SiO_2/TiO_2溶胶—凝胶薄膜制备条形光波导技术基础研究[D];华中科技大学;2007年
5 金曦;氟化聚酰亚胺的合成、性能及其光波导制作工艺的研究[D];华中科技大学;2009年
6 李维;非线性各向异性介质中辐射场的量子化[D];北京工业大学;2010年
7 曲建光;GPS遥感气象要素的理论与应用研究[D];武汉大学;2005年
8 王铁邦;二氧化硅等材料的红外光谱学研究[D];南京大学;2004年
9 刘云启;布拉格与长周期光纤光栅及其传感特性研究[D];南开大学;2000年
10 李元庆;LED封装用透明环氧纳米复合材料的制备及性能研究[D];中国科学院研究生院(理化技术研究所);2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 顾闻;可见光波段电磁波在金属/空气界面传输规律实验研究[D];复旦大学;2007年
2 凌晓辉;各向同性零折射率超常介质中电磁波的传播特性研究[D];湖南大学;2010年
3 陈强;光学材料折射率的干涉测量技术研究[D];电子科技大学;2003年
4 马云;冲击载荷下LiF晶体折射率研究[D];中国工程物理研究院北京研究生部;2003年
5 胡容;光学薄膜折射率和厚度测试技术及研究[D];南京理工大学;2004年
6 刘佳秋;基于长周期光纤光栅化学敏感性的研究[D];吉林大学;2005年
7 耿玉慧;渐变型塑料光纤预制棒的制备与工艺研究[D];哈尔滨理工大学;2005年
8 刘菊;全自动纳米多孔氧化硅薄膜折射率和厚度测定系统[D];国防科学技术大学;2004年
9 邱晖晔;基于FLRDS技术的压力、应变传感[D];福建师范大学;2007年
10 王锡兵;超临界流体光学池的设计与超临界流体折射率的测试[D];华中科技大学;2006年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026