Relaciones de Stokes

En óptica física , las relaciones de Stokes , que reciben su nombre de Sir George Gabriel Stokes , ^{[ 1 ]} describen la fase relativa de la luz reflejada en la interfaz entre materiales con índices de refracción diferentes . También relacionan los coeficientes de transmisión y reflexión para la interacción. Su derivación ^{[ 1 ] [ 2 ] [ 3 ]} se basa en un argumento de inversión temporal , por lo que solo funcionan cuando no hay absorción en el sistema.

Una reflexión del campo incidente ( E ) se transmite en el límite dieléctrico para dar rE y tE (donde r y t son los coeficientes de reflexión y transmisión de amplitud, respectivamente). Dado que no hay absorción, este sistema es reversible, como se muestra en la segunda imagen (donde se ha invertido la dirección de los haces). Si este proceso inverso ocurriera realmente, habría partes de los campos incidentes ( rE y tE ) que se transmitirían y reflejarían en el límite. En la tercera imagen, esto se muestra mediante los coeficientes r' y t' (para la reflexión y transmisión de los campos invertidos). Todo debe interferir para que la segunda y la tercera imagen coincidan; el haz x tiene amplitud E y el haz y tiene amplitud 0 , lo que proporciona relaciones de Stokes.

El resultado más interesante es que r = -r' . Por lo tanto, cualquier fase asociada a la reflexión en un lado de la interfaz es 180 grados diferente en el otro lado. Por ejemplo, si r tiene una fase de 0, r' tiene una fase de 180 grados.

Las ecuaciones de Fresnel proporcionan valores explícitos para los coeficientes de transmisión y reflexión.