Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Под действием излучения большой интенсивности, создаваемого мощными лазерами, среда становится нелинейной. И ид у ци ров аниые в молекулах среды под действием сильного электрич. поля световой волны диполи вследствие ангармоничности колебаний электронов молекул излучают в среде вторичные волны ие только на частоте со падающего излучения, ио также волиы с удвоенной частотой — гармоники — 2со (и более высокие гармоники Зсо, ...). C t молекулярной точки зрения интерференция этих вторичных воли приводит к образованию в среде результирующих преломлён-
иых воли с частотой со (как в лниейиой оптике) (см. Гюйгенса — Френеля принцип), а также с частотой 2со, к-рым соответствуют мак рос коп ич. показатели прел ом-лоция л (со) и п(2со). Вследствие дисперсии среды в(со) Ф и(2<й) и, следовательно, в среде образуются две преломлённые волны с частотами с*> и 2со, распространяющиеся по разл. направлениям. При этом интенсивность преломлённой волиы на частоте 2с*> значительно меньше интенсивности иа частоте с*> (подробнее CM. в ст. Нелинейная оптика).
Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 5 изд., М., 1976; Сивухин Д. В., Общий курс физики, 2 изд., [т. 4] — Оптика, М., 1985. В. И. Малышев.
ПРЕЛОМЛЕНИЯ ПОКАЗАТЕЛЬ (преломления коэффициент) — оптич. характеристика среды, связанная с преломлением света на границе раздела двух прозрачных оптически однородных и изотропных сред при переходе его из одной среды в другую п обусловленная различием фазовых скоростей распространения света C1 и еа в средах. Величина П. п., равная отношению этих скоростей л81 = O1Zc2, наз. относительным П. п. этих сред. Если свет падает иа вторую или пер-вул среду из вакуума (где скорость распространения света с), то величины пг = с/с? п пг = CjC1 наз. абсолютными П. п. данных сред. При этом n21 = U2In1,
# закон преломления может быть записан в виде п^віпфі = n2sinq>a, где ф* и q>8 — углы падения п преломления.
Величина абсолютного П. п. зависит от природы и строения вещества, его агрегатного состояния, тедш-ры, давления и др. При больших интенсивностях П. п. зависит от интенсивности света (см. Нелинейная оптика). У ряда веществ П. п. изменяется под действием виеш. электрич. поля (Керра эффект, — в жидкостях и газах; вАектрооптич. Поккельса эффект — в кристаллах).
Для данной среды П. п. зависит Ot длины волны света 1K, причём в области'полос поглощения эта зависимость Йбсит аномальный характер (см. Дисперсия света). В рентг. области П. п. практически для всех сред близок KiIj1 в видимой области для жидкостей и твёрдых тел — йбрядка 1,5; в ИК-области для ряда прозрачных сред А’-4,0 (для Ge).
Айизотропиые среды характеризуются двумя П. п.: Обйййовенным п0 (аналогично изотропным средам) й’ пе — необыкновенным, величина к-рого зависит гіт угла падеиня луча и, следовательно, направлення Іаспр&страиеипя света'в среде (см. Кристаллооптика).' Для сред, обладающих поглощением (в частности, для металлов), П. п. является комплексной величиной и мо-быть представлен в внде п' = п(1 — їх), где и -~ обычный П. п., X — показатель поглощения (см. Поглощение света, Металлооптика).
П. п, является макроскопич. характеристикой среды H связан с её диэлектрической проницаемостью E и магн. проницаемостью jx: п = ~|/ffi. Классич. электронная портя (см. Дисперсия света) позволяет связать величи-а$пП. п. с микроскопич. характеристиками среды — мектроиной поляризуемостью атома (или молекулм) av зависящей от природы атомов и частоты света, н Плотностью среды: na = 1 + 4лЛга, где N — число атомов в единице объёма. Действующее на атом (молекулу) ЭЛеКТриЧ. П0ЛЄ E СВеТОВОЙ ВОЛИЫ ВЫЗЫВаеТ CMfV щвнве оптич. электрона нз положения равновесия; атом приобретает индуциров. дипольиый момент р = aEt : щмеияющийся во времени с частотой падающего света, « является источником вторичных когерентных волн, к*рые. интерферируя с падающей на среду волной, об-равуют результирующую световую волну, распростра-
1 деющуюся в среде с фазовой скоростью C1 < с, и по-
* NMy Pl = ClC1 > 1.
Интенсивность обычных (ие лазерных) источников г«аета относительно невелика, напряжённость электрич. иЯвпя E световой волны, действующего на атом, много Vt1JMUtIIie внутриатомных электрич. полей, и электрон в яктоме можно рассматривать как гармонич. осцилля-
тор. В этом приближении велачяна: а я П. п. п = Y• '1 ¦+ 4лЛ^а являются величинами иосзгояннышг (на данной частоте), не зависящими>от1 интеисчояости света. В интенсивных световых потоках, соэда*йемых мощными лазерами, величина электрнч. поля световой волиы может быть соизмерима с внутриатомными электрич. полями и модель гармонич. осциллятора оказывается неприемлемой. Учёт ангармоничности сил в оис-теме электрон — атом привЬдйт к зависимости поляризуемости атома сс, а следовательно и П. п., от интенсивности света. Связь межу р и E оказывается иелиней-* иой; П. п. может быть представлен в виде пн =*,
+ п^Ei, где п0 — П. п. при малых йнтеисивнЬсГйЬ света; па (обычно принятое обозначение) -** нелинейная добавка к П. п., или иоэф. нелинейности. П. п. 7?! зависит от природы среды, напр. для силикатных стекол гса = (1,4 -h 1,5)-10-13 сма/В8. ''
