光电子课程设计：利用MATLAB分析平面光波在介质表面的反射与透射，并推导菲涅尔公式

简介：
本课程设计运用MATLAB软件模拟并分析平面光波在不同介质界面处的反射和透射现象，旨在深入理解光学原理及其应用。通过理论计算与实验仿真相结合的方法，学生将掌握菲涅尔公式的推导过程及其实验验证方法，深化对光电子学中基本物理概念的理解。 对平面光波在介质表面的反射和透射进行了分析，并推导了菲涅尔公式。结合MATLAB研究了光波从光疏介质进入光密介质以及从光密介质进入光疏介质时，p、s分量的复振幅反射率与透过率及其随入射角度变化的曲线。其中，各物理量的平行和垂直分量分别用指标p和s表示，并且s分量、p分量及传播方向构成右螺旋关系。 同时对光波在不同介质中传播时特性变化进行了仿真研究，根据仿真结果分析了布儒斯特起偏角以及全反射发生的条件与数值。通过实验曲线确定这些角度的具体值并与理论计算进行对比验证。 具体来说，分别绘制了平面光波从空气（折射率较小）入射到石英玻璃（折射率为1.5左右的介质），及反向传播时p、s分量复振幅反射率与透过率及其随入射角变化曲线。进一步讨论了反射系数与联合变量（如入射角，折光率比值）的关系，并绘制了二维和三维图形以直观展示这些关系。 最后，在n的范围为0.6至1.5时进行了相关研究并得出结论。