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@ -670,8 +670,6 @@ Maxwell, che impongono condizioni precise sulla continuità
delle componenti normali e trasverse del campo elettrico attraverso delle componenti normali e trasverse del campo elettrico attraverso
l'interfaccia tra due materiali diversi. l'interfaccia tra due materiali diversi.
Consideriamo l'interfaccia tra due materiali con indice di
rifrazione $n_1$ e $n_2$.
Un'onda elettromagnetica monocromatica piana con vettore d'onda Un'onda elettromagnetica monocromatica piana con vettore d'onda
$\vec{k}$ sarà descritta dal campo elettrico $\vec{k}$ sarà descritta dal campo elettrico
\begin{equation} \begin{equation}
@ -683,11 +681,27 @@ $\vec{k}$ sarà descritta dal campo elettrico
\right) \right)
\end{equation} \end{equation}
$\vec{k} \cdot \vec{r}$
La direzione del vettore $k$ corrisponde a quella di propagazione
dell'onda elettromagnetica e il suo modulo, il \emph{numero
d'onda}, dipende dall'indice di rifrazione del mezzo attraversato
e dalle frequenza della radiazione:
\begin{equation}
\label{eq:k_vinc}
k = \frac{\omega}{c / n}
\Rightarrow
(\vec{k})_x^2 + (\vec{k})_y^2 + (\vec{k})_z^2
= \frac{n^2 \omega^2}{c^2}
\end{equation}
Consideriamo ora un'onda elettromagnetica che incide sulla superficie
di separazione tra due mezzi, con indici di rifrazione $n_1 > n_2$,
con un angolo di incidenza rispetto alla normale alla superficie
$\theta_i$.
Possiamo descrivere la propagazione attraverso la superficie di
separazione usando un sistema di riferimento dove l'asse $z$ è
parallela a essa e il vettore d'onda appartiene al piano $xz$.
\begin{figure}[ht] \begin{figure}[ht]
\centering \centering
@ -695,3 +709,38 @@ $\vec{k} \cdot \vec{r}$
\caption{Caption} \caption{Caption}
\label{fig:ev_Wave} \label{fig:ev_Wave}
\end{figure} \end{figure}
I vettori $\vec{k}$ delle onde incidenti, trasmessa e riflessa
devono rispettare il vincolo definito dall'equazione \ref{eq:k_vinc}.
Questa condizione è rappresentata graficamente nella figura
\ref{fig:ev_Wave} dalle due semicirconferenze grigie.
Inoltre, per le condizioni di continuità all'interfaccia imposte
dalle equazioni di Maxwell, deve conservarsi la componente
tangenziale alla superficie di separazione del vettore d'onda,
ovvero:
\begin{equation}
(\vec{k}_i)_z = (\vec{k}_r)_z = (\vec{k}_t)_z
\end{equation}
Da queste due condizioni segue che la componente $x$ del vettore
d'onda trasmesso è data da:
\begin{multline}
(\vec{k}_t)_x
= \sqrt{k_t^2-(\vec{k}_t)_z^2}
= \sqrt{k_t^2-(\vec{k}_i)_z^2}
= \sqrt{k_t^2-k_i^2 \sin^2(\theta_i)}
= \frac{n_1 \omega}{c} \sqrt{
\left(\frac{n_2}{n_1}\right) - \sin^2(\theta_i)
}\\
= \frac{n_1 \omega}{c}\sqrt{
\sin^2(\theta_c) - \sin^2(\theta_i)
}
\end{multline}
Per angoli di incidenza maggiori rispetto a quello critico,
$\theta_i > \theta_c$, il termine sotto radice diventa negativo.
Si ottiene quindi una componente $(\vec{k}_t)_x$ immaginaria pura.

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