生物光子学光子学与光谱学基础

光谱2.6激光与非线性光学本章内容光入射到两种折射率不同的介质的分界面将发生反射和折射,分别遵守反射定律和斯涅耳定律。2.1光在界面上的反射和折射反射定律:反射光线、入射光线和法线在同一平面内。反射光线和入射光线位于法线两侧,且与界面法线的夹角相等。入射角反射角*斯涅尔定律(Snell’sLaw)描述光的折射现象;入射光线和折射光线位于同一平面内,且与界面法线的夹角满足如下关系:n1sin1=n2sin2其中,n1和n2分别是两种介质的折射率,1和2分别是入射光和折射光与界面法线的夹角,称为入射角和折射角。2.1光在界面上的反射和折射*全反射:当光从光密(折射率大)介质入射到光疏(折射率小)介质的界面时,发生光的部分反射和折射现象;当入射角大于临界角时,光线会停止进入光疏介质,而全部反射回光密介质。2.1光在界面上的反射和折射临界角是发生全内反射的最小入射角。入射角是由折射界面的法线量度。临界角(C)可从以下方程计算(这时折射角为90o):*全内反射:2.1光在界面上的反射和折射若n1大于n2,例如折射率为n1的是玻璃,折射率为n2的是液体溶液。当光发生全反射时,光会在玻璃界面上完全反射而不进入液体溶液中。实际上,由于波动效应,有一部分光的能量会穿过界面渗透到溶液中,是一种非均匀波,叫做消逝波,也称隐失波或倏逝波。其在第二介质中的有效进入深度约为一个波长。消逝波激发在一个波长范围之内的荧光分子发出荧光消逝波。它沿着入射面上的介质边界传播,在平行界面方向以平行波场方式传播,而在垂直界面方向则是呈指数衰减。对于可见光波长而言,浸透深度为~100nm。——全内反射荧光显微术消逝波*2.1光在界面上的反射和折射海市蜃楼是由光的折射和全反射原理所生成。光线从较密的介质(冷空气)进入到较疏的介质(近地面的热空气)——下现蜃景;反之出现上现蜃景。全内反射的应用*下现蜃景上现蜃景