Průchod EM vlny rovinným rozhraním

Animace průchodu rovinné harmonické postupné EM vlny skrze rovinné rozhraní. Aplikace Snellova zákona, zobrazení evanescentní vlny při překročení kritického úhlu.

Kolmý dopad $\vartheta_1 = 0$:

Indexy lomu jsou $n_1 = 1$, $n_2 = 2$. Vlnová délka a fázová rychlost vln jsou v nepřímé úměře k indexu lomu.

Lom ke kolmici – na opticky hustším prostředí, $\vartheta_1 = 30^{\circ}$:

Indexy lomu jsou $n_1 = 1$, $n_2 = 2$.

Lom od kolmice – na opticky řidším prostředí, $\vartheta_1 = 30^{\circ} < \vartheta_C$:

Indexy lomu jsou $n_1 = 1.5$, $n_2 = 1$.

Totální odraz na opticky řidším prostředí, $\vartheta_1 = 45^{\circ} > \vartheta_C$:

Indexy lomu jsou $n_1 = 1.5$, $n_2 = 1$. V druhém prostředí vidíme evanescentní vlnu exponenciálně ubývající směrem od rozhraní a postupující podél rozhraní.

Proměnný úhel dopadu $\vartheta_1 \in \langle 0, 90^{\circ}\rangle$ při dopadu na opticky hustší prostředí:

Stav pole je zobrazen pro konstantní hodnotu času. Indexy lomu jsou $n_1 = 1$, $n_2 = 2$. Při lomu ke kolmici je přípustný jakákoliv hodnota úhlu dopadu.

Proměnný úhel dopadu $\vartheta_1 \in \langle 0, 90^{\circ}\rangle$ při dopadu na opticky řidší prostředí:

Stav pole je zobrazen pro konstantní hodnotu času. Indexy lomu jsou $n_1 = 1.5$, $n_2 = 1$. Při lomu od kolmice vlna do druhého prostředí prochází jen v případě $\vartheta_1 < \vartheta_C$. Pro nadkritický úhel dopadu vlna neprojde a v druhém prostředí pozorujeme evanescentní vlnu. Vlna se směrem od rozhraní tlumí tím rychle, čím větší je úhel dopadu.

Zdrojový kód

Zdrojový kód, který vygeneroval výše zobrazené gify: nb