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入射側の媒体の屈折率を n0、透過側の媒体の屈折率を n1 としたとき、垂直入射での振幅反射係数と振幅透過係数は
振幅反射係数 ρ = ( n0 - n1 )/( n0 + n1 )
振幅透過係数 τ = 2*n0/( n0 + n1 )
となります。n0 < n1 のとき、振幅反射係数 < 0 なので、位相が π ずれます。振幅透過係数はいつでも正なので位相はずれません。
一般に言う反射率や透過率はエネルギー反射率、エネルギー透過率のことで
反射率 R = ( n0 - n1 )^2/( n0 + n1 )^2
透過率 T = 4*n0*n1/( n0 + n1 )^2
なので、負にはなりません。吸収がない場合、R + T = 1 が常に成り立ちます。
反射係数に符号がつくのは、伝送線路(同軸ケーブルなど)で開放端ならそのまま戻ってくるので反射係数 > 0、短絡端なら位相反転して戻ってくるので反射係数 < 0 となるのと同じです。
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