電磁波の反射

電磁波が異なる媒体の境界、例えば空気とガラスの間に遭遇すると、波の一部が最初の媒体に反射され、一部が二番目の媒体に透過します。この現象は反射として知られています。電磁波の反射は、反射の法則と波の特性を使用して理解することができます。

反射の法則

反射には二つの主要な法則があります：
入射角（θ_i）は反射角（θ_r）と等しい。つまり、電磁波が表面に当たると、それが接近したのと同じ角度で表面から反射されます。
入射波、表面への垂直線、および反射波はすべて同一平面内に存在します。

反射時の位相変化

電磁波が反射されると、その電場と磁場の成分は、境界の媒体の特性に応じて位相変化を受けることがあります。この位相変化は、反射波の振る舞いや他の波との干渉が発生する可能性を理解する上で重要です。

反射係数

反射係数（R）は、境界で反射される入射パワーの割合を表します。これはフレネル方程式を使用して計算することができ、入射角と反射角、および二つの媒体の特性（例えば、それらの屈折率）を考慮に入れます。通常の入射（θ_i = θ_r = 0）の場合、電場の反射係数（振幅反射係数とも呼ばれる）は次の式を使用して計算できます：
R = |(n₁ – n₂) / (n₁ + n₂)|²
ここで、n₁とn₂はそれぞれ、最初と二番目の媒体の屈折率です。非正規入射の場合、フレネル方程式はより複雑になり、入射波の偏光に依存します。入射波は、横電磁（TE）および横磁（TM）の二つの直交偏光に分解することができます。TEおよびTM偏光波に対するフレネル方程式は、各偏光に対して異なる反射係数を提供します。