Condizioni al contorno Riflessione e rifrazione

Presentazione sul tema: "Condizioni al contorno Riflessione e rifrazione"— Transcript della presentazione:

1 Condizioni al contorno Riflessione e rifrazione

2 Equazioni Maxwell nella materia

3 Plane wave in dielectric
Impedenza elettromagnetica

4 Refraction: Solutions in both media

5 Refraction: Boundary Conditions

6 Riflessione e rifrazione (Legge di Snell, coefficienti Fresnel)
y y Er Er Et Hr Ht Ei Et Hi Ei Onda s (senkrecht=perpendicolare) Polarizzazione TE Onda p (parallel) Polarizzazione TM

7 Boundary condition for E at z=0
Ei Et Er y Onda TE Boundary condition for E at z=0

8 Onda TE e TM, conservazione fase all’interfaccia
Parallelo al piano di separazione Ei Et Er y

9 Metodo grafico per rifrazione
Ei Et Er y Metodo grafico per rifrazione

10 Metodo grafico per rifrazione
Ei Et Er y Metodo grafico per rifrazione

11 Metodo grafico per rifrazione
Ei Et Er y Metodo grafico per rifrazione

12 Metodo grafico per rifrazione
Ei Et Er y Metodo grafico per rifrazione

13 Ei Et Er y Onda TE

14 Ei Et Er y Onda TE

15 Er Ei Et Hi Ht Hr y Onda TM

16 Er Ei Et Hi Ht Hr y Onda TM

17 TE wave TM wave Ei Et Er y Er Ei Et Hi Ht Hr y

18 TE wave TM wave Normal incidence TE=TM TE TM y y Ei Et Er Er Ei Et Hi
Ht Hr y TE TM Normal incidence TE=TM

19 TE wave TM wave Er Er Et Et Ei Ei TE TM Normal incidence

20 Normal incidence TE = TM No reflection if same impedance (not same n!!)

21 Complicato perché in termini di h e n
Relazioni di Fresnel in funzione dell’angolo di incidenza TE Complicato perché in termini di h e n

22 Pure dielectric mi=1 TE TM

23 Per onde TE si moltiplica per sin(qi)
Per onde TM si moltiplica per sin(qi) ma poi è più semplice verificare all’indietro

24 Ar At qi A qt qi Ai Conservazione energia Velocità energia=vg
Dielettrico non magnetico

25 Aria-Vetro Onda s=Onda TE Onda p=Onda TM

26 Aria-Vetro Angolo di Brewster

27 Angolo di Brewster (onda TM no riflessione)
Luce riflessa è polarizzata

28 Luce riflessa è polarizzata
Foto senza filtro polarizzatore Foto senza filtro polarizzatore che taglia la luce riflessa

29 lungo l’asse del dipolo elettrico indotto
Angolo Brewster e teorema ottico Non c’è emissione lungo l’asse del dipolo elettrico indotto

30 TE wave TM wave Pure dielectric mi=1 hi=ni

31 TE wave TM wave Pure dielectric mi=1 hi=ni Pure magnetic ei=1 hi=1/ni

32 Pure magnetic ei=1 TM TE

33 Angolo di Brewster Aria-Vetro magnetico er=1; mr=(1.5)2 p-plane
Electric Field Perpendicular to the Plane of incidence p-plane s-plane Angolo di Brewster

34 Angolo di Brewster Aria-Vetro magnetico er=1; mr=(1.5)2 p-plane
Magnetic Field Perpendicular to the Plane of incidence p-plane s-plane Angolo di Brewster

35 lungo l’asse del dipolo magnetico indotto
Aria-Vetro magnetico er=1; mr=(1.5)2 Angolo Brewster e teorema ottico Magnetic Field Perpendicular to the Plane of incidence Non c’è emissione lungo l’asse del dipolo magnetico indotto

36 Left handed materials Negative refraction

37 Waves equations

38 e m Plasma Dielectric materials Wave attenuation Wave propagation
Veselago materials Metals Wave propagation Wave attenuation

39

40 Citations Negative Refraction

41 Right handed materials
Dielectric materials Veselago materials e>0 m>0 e<0 m<0 Right handed materials Left handed materials

42 Refraction from RHM to LHM
????? LHM

43 Refraction from RHM to LHM
????? LHM

44 Refraction from RHM to LHM

45 Energy refraction as if n<0
Refraction from RHM to LHM RHM RHM LHM LHM RHM Energy refraction as if n<0

46 Phase propagation at negative velocity
Refraction from RHM to LHM RHM RHM LHM LHM RHM Phase propagation at negative velocity

47 Anomalous propagation

48 Propagazione ”anormale” (n<0)

49 Positive Refraction A metal rod in an empty drinking glass
Fill the glass with blueberry juice (n = 1.3)… G. Dolling, et al., "Photorealistic images of objects in effective negative-index materials," Opt. Express 14, (2006). These pictures are NOT quoted from science fictions; they are computer simulations published in renowned peer-reviewed scientific journals!

50 Negative Refraction Now try the new recipe: negative refraction
A metal rod in an empty drinking glass

51 Now try the new recipe: negative refraction
A metal rod in an empty drinking glass Fill the glass with blueberry juice (n = 1.3)… G. Dolling, et al., "Photorealistic images of objects in effective negative-index materials," Opt. Express 14, (2006). These pictures are NOT quoted from science fictions; they are computer simulations published in renowned peer-reviewed scientific journals!