Licht reflecteert niet altijd op dezelfde manier
Een bundel gefocusseerd licht die op een spiegel valt gedraagt zich anders dan een bundel evenwijdig licht en houdt zich daarmee niet aan de al in de klassieke oudheid geformuleerde wet van de reflectie. Onderzoekers van het Huygens Laboratorium van de Universiteit Leiden en de Stichting FOM tonen dit aan in een publicatie in het gerenommeerde tijdschrift Nature Photonics.
De wet van de reflectie werd al rond het jaar 300 v.Chr. geformuleerd door Euclides van Alexandrië in zijn boek Katoptrica ‘Over de terugkaatsing van lichtstralen’. Deze wet beschrijft dat de hoek van inval en uittree hetzelfde zijn. Maar dat geldt alleen voor bundels evenwijdig licht. Wordt de spiegel belicht met een bundel gefocusseerd licht – met de stralen in een brandpunt samengetrokken – dan blijkt deze wet zijn geldigheid te verliezen voor het zwaartepunt van de bundel.
In eerder onderzoek is al aangetoond dat het zwaartepunt van de gereflecteerde bundel op de spiegel verschoven kan zijn ten opzichte van de inkomende bundel. Dit effect is genoemd naar zijn onderzoekers en heet sinds zijn ontdekking de Goos-Hänchen-verschuiving. De Leidse onderzoekers onder leiding van prof.dr. Han Woerdman, hebben nu aangetoond dat het zwaartepunt van de bundel ook op grote afstand van de spiegel kan verschuiven en wel over een aanzienlijke fractie van de bundelgrootte.
Ze beschrijven onder welke condities een hoekverschuiving optreedt en ze benadrukken de belangrijke rol die de optische polarisatie – de trillingsrichting van de elektrischeveldcomponent – hierbij kan spelen. De verschuiving van de gemiddelde reflectiehoek die de onderzoekers voorspeld en waargenomen hebben, is van belang voor allerhande optische precisiemetingen.
Dit onderzoek werd mede gefinancierd door de Stichting voor Fundamenteel Onderzoek der Materie (FOM) en het Zevende Raamprogramma voor Onderzoek van de Europese Commissie.
Referentie:
Publicatie in Nature Photonics van 17 mei 2009:
'Observing angular deviations in the specular reflection of a light beam'.
Auteurs: M. Merano, A. Aiello, M.P. van Exter and J.P.Woerdman.