ブリュースター角と臨界角の関係

質問

すみません，ずぶの素人です．
ブリュースター角と臨界角の関係を，小学生でも分かる程度に教えていただけませんでしょうか？
できれば，エバネッセント波と臨界角，ブリュースター角の関係も教えて頂けると幸いです．
ほんとに素人なので，例えば，「界面に臨界角以上で，光が入射すると，エバネッセント波がでるよ？」とかいうレベルで教えて頂けるとありがたいです．

回答No.4

noname#11476 · ベストアンサー

>ブリュースター角は１つの角度であって、それ以上、またはそれ以下だと、ｐ偏光に対する反射率が０になるということではないってことですか？
その通りです。横軸入射角、縦軸反射率のグラフを書くと、S偏光の光は垂直（角度０度）より単調に増加しますが、Ｐ偏光の場合は角度０より反射率は減少し、ブリュスター角で反射率０になり、再び増加するという曲線になります。

少し文を修正しますね。

金属表面での反射は金属の自由電子により、電磁波がはじき返される。臨界角は屈折角が90度以上、すなわち、屈折波が無くなる。
屈折角が90度以上になっても、界面での相互作用が無くなるわけではない（９０度以下でも相互作用しています。だから屈折するのです）。相互作用があるから、もれたような電磁波が発生し、これをエバネッセント波と呼ぶ。当然、金属などもともと、透過成分がないものにはエバネッセント波が生じない。

多少正確性は欠きますが上記程度の理解でよろしいかと思います。

お礼

すみません。最後までお付き合い頂きありがとうございました。
大変わかりやすくご説明頂き感謝致します。
また、ど素人な質問をするかもしれませんが、よろしくお願い致します。
本当にありがとうございました。

回答No.3

noname#11476

ブリュスター角とは、屈折率ｎ１→屈折率ｎ２、又はｎ２→ｎ１の物質への光の入射でｐ偏光に対する反射率が０になる角度を言います。
ｐ偏光とは入射平面（入射光線、ｎ１，ｎ２の境界面の法線、屈折光や反射光の光線すべてを含む面を言います）に対して垂直な電場方向を指します。

屈折率が高い物質から低い物質に進む方向での反射では、その境界面より一定角以上ではすべて反射してしまう全反射という現象が起きます。
臨界角とはその角度を指します。屈折率が低い方から高い方の場合には起きません。
これは、屈折率が高い方から低い方へ光が進む場合には、入射角＜反射角となるため、反射角＝９０となる角度ではもはや屈折率の低い方には光が進まないためです。

>エバネッセント波を考える時の反射は、拡散反射光ということになりますか？
拡散反射光という用語は光の電磁気学的な物理現象を述べるときではなく、写真とかカメラの照明などで、鏡ではなくざらざらした面で反射された光を指す用語として使われますね。
なので、この場合は関係がありません。
鏡ではアルミニウム、銀などの金属で光が反射しますが、このときには原子レベルで金属表面と相互作用するため、エバネッセント波の様に相手の物質内部に入り込むことはありません。
が、全反射などでは原子レベルで反射を受けるわけではありませんので一定量界面を越えて入り込むわけです。

補足

たびたびすみません。しつこいようですが、もう少しだけ・・・

＞ｐ偏光に対する反射率が０になる角度
ブリュースター角は１つの角度であって、それ以上、またはそれ以下だと、ｐ偏光に対する反射率が０になるということではないってことですか？すみません、教科書紹介いただければ、調べますが・・・

次の理解はOKですか？

鏡面反射は金属の自由電子により、電磁波がはじき返される。臨界角は屈折角が90度以上、すなわち、屈折波が無くなる。屈折角が90度以上になるということは、界面で相互作用がある。相互作用があるから、もれたような電磁波が発生し、これをエバネッセント波と呼ぶ。当然、金属などもともと、透過成分がないものにはエバネッセント波が生じない。

お手数かけます。

回答No.2

noname#11476

何をお知りになりたいのか良くわからないです。

特にブリュスター角と臨界角に関連があるわけではありません。
どちらも光が２つの異なる屈折率ｎ１，ｎ２の境界面で起きる現象をさしていますが、、、、

ブリュスター角、臨界角の意味はわかっておられますか？

エバネッセント波は、
「界面に臨界角以上で，光が入射すると，エバネッセント波がでるよ？」
というレベルの理解でも間違いではないでしょう。

が、本質的な理解としては、たとえば光がある境界面で反射するとしたとき、それはその境界の物質と光が相互作用した結果です。
ということは、その物質内部に光が入り込まないことには相互作用も出来ないわけです。
（物質Ａ　から物質Ｂ側に光が進み、ＡとＢの境界面で光が反射されるとき、Ｂの物質にも多少は光が入り込んで相互作用しないと、反射という現象が起きないということです）
これがエバネッセント波が発生するそもそもの理由ともいえます。

そのため、エバネッセント波は、全反射条件（臨界角以上の角度での光の入射）での発生以外にも、光の波長よりずっと小さな穴を用意するとその穴からエバネッセント波が染み出すということもおきます。
これは、光の波長よりずっと小さい穴は、普通光を通さないのですが、エバネッセント波としては染み出しがあります。
（これを工業利用するアイディアもいろいろ出されています）

補足

ありがとうございます。
>ブリュスター角と臨界角に関連があるわけではありません。
この程度のことが知りたかったです。多分両者をうまく、理解していないと思いますが、両者が関係無いということを、前提に頭の中を整理させていただきます。

ちなみに
>（物質Ａ　から物質Ｂ側に光が進み、ＡとＢの境界面で光が反射されるとき、Ｂの物質にも多少は光が入り込んで相互作用しないと、反射という現象が起きないということです）
ということは、エバネッセント波を考える時の反射は、拡散反射光ということになりますか？←またわけのわからないこといってますかね・・・？すみません。

回答No.1

yuuyuu1

こんなんでました。
　　　↓
http://google.yahoo.co.jp/bin/query?p=%a5%d6%a5%ea%a5%e5%a1%bc%a5%b9%a5%bf%a1%bc%b3%d1+%ce%d7%b3%a6%b3%d1&hc=0&hs=0

参考URL：

http://www.ee.seikei.ac.jp/user/seiichi/lecture/Wave/Column06/evanescent.html

お礼

お礼遅くなり、すみませんでした。
ありがとうございました。