ストークス関係

物理光学において、ジョージ・ガブリエル・ストークス卿にちなんで名付けられたストークス関係式^[1]は、屈折率の異なる物質間の境界で反射される光の相対位相を記述する。また、相互作用の透過係数と反射係数を関連付ける。その導出^{[1] [2] [3]は}時間反転の議論に依存しているため、システム内に吸収がない場合にのみ機能する。

入射する電界 ( E ) の反射は誘電体境界で透過し、rEとtE を与えます(ここでrとt はそれぞれ振幅反射係数と透過係数です)。吸収がないので、このシステムは可逆的で、2 番目の図 (ビームの方向が反転している) で示されます。この反転プロセスが実際に行われている場合、入射する電界 ( rEとtE ) の一部自体が境界で透過および反射されます。3 番目の図では、これが係数rとt (反転した電界の反射と透過) で示されています。2 番目と 3 番目の図が一致するようにすべてが干渉する必要があります。つまり、ビームx の振幅はEで、ビームyの振幅は0となり、ストークス関係が成立します。

ここで最も興味深い結果は、r=-r'であることです。したがって、インターフェースの片側での反射に関連付けられている位相は、インターフェースの反対側では 180 度異なります。たとえば、rの位相が 0 の場合、r' の位相は 180 度になります。

透過係数と反射係数の明示的な値はフレネル方程式によって与えられる。