Справочник по физике для инженеров и студентов - Яворский Б.М.
ISBN 5-488-00330-4
Скачать (прямая ссылка):
дения (S волна), амплитуды as, as и ag связаны соотношениями (формулы Френеля для s-волны): г _ „О sin (і - г) d О 2 cos і sin г
s S —:-7~--\ ’ s s —• У- Т" "
sin (l+ г) Sin (і + г)
Если /I21 < 1, то предполагается, что і < і .
В этих формулах — величина алгебраическая в
d о „
отличие от as и as , которые всегда положительны. Если Ag -' 0, то при отражении происходит изменение фазы колебаний вектора E на Jt (соответственно фаза вектора H сохраняется); если 0, то при отражении
фаза вектора E сохраняется (соответственно фаза вектора H изменяется на Ti).
V.3.2. ОТРАЖ И ПРЕЛОМ. СВЕТА ДИЭЛЕКТРИКАМИ
609
Коэффициент отражения для s-волны:
д = sin2 (і- г) s sin2 (і+ г)
Зависимости R , R^ и R =
V ъ
= і (Др + Rs) от і для /I21 = 1,52
(воздух—стекло) приведены на рис. V.3.I.
10°. В случае нормального ’ падения (і = г = 0) р- и s-волн на границу раздела двух сред
г о п9Л - 1 г о п9, - 1
aP =~аР ——т > “s =-«* ——т ’
Р Р По, + 1 S По, + 1
20° 40° 60° 80° 1 Рис. V.3.1
г 0 2
aP = aPn
Ti’
*21
TT
11°. Фаза преломленной световой волны всегда совпадает с фазой падающей волны: на границе раздела векторы E0 и Ed колеблются в одной фазе. Фаза отраженной волны может отличаться на к от фазы падающей волны. В этом случае происходит отражение с потерей полуволны. В таблице V.2 указана разность фаз между отраженной и падающей волнами для р- и s-волн.
ТаблицаV.2
і + г > - і + г < 5
2 2
і > г і < г і > г і < г
(n2l ^ 1) (Tl21 < 1) ("21 ^ (п2I ^l)
р-волна 0 71 71 0
s-волна 71 0 71 0
При переходе і + г через значение 5 ^т. е. угла падения і — через значение Iq, для которого I0 + г0 = 5 ; угол I0
20 Зак 2940
610 V.3. ПРОХОЖДЕНИЕ СВЕТА ЧЕРЕЗ ГРАНИЦУ ДВУХ СРЕД
называют углом Брюстера j фаза отраженной р-волны скачком меняется на п.
Обычно і < і0, т. е. і + г < 5 . В этих случаях, как
видно из табл. V.3.1, независимо от характера поляризации падающего света отражение от оптически менее плотной среды (/г21 < 1) происходит без изменения фазы волны, а при отражении от 'оптически более плотной среды (п21 >1) — с изменением фазы на п (с потерей полуволны).
12°. В случае полного внутреннего отражения (/I21 < 1 и і > Inp) отраженные р- и s-волны отстают по фазе от падающих р- и s-волн соответственно на Дфи Дф8, причем
tg
2 2
Acpf = Jsin2t -4, = 2 Дер,
2 cos і 21 s 2
Разность Дф8 - Дфр равна нулю только в двух предельных случаях: а) і = іпр (Дфр = Дф8 = 0); б) і = -
(Дфр = Дф8 = я).
13°. Для уменьшения коэффициента отражения в оптических системах, где многократные отражения света существенно снижают интенсивность проходящего света и освещенность изображения, используют интерференцию лучей, отраженных от передней и задней границ специального слоя, наносимого на линзы оптической системы. Толщина h и абсолютный показатель преломления п этого слоя подбираются так, чтобы оба
отраженных луча имели оптическую разность хода ^ (разность фаз Ti) и гасили друг друга:
2hjn2 - sin2 і = I.
V.3.3. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА
611
Величину п при равных интенсивностях обоих отраженных лучей находят из соотношения (при нормальном падении из воздуха)
где Ti0 — абсолютный показатель преломления материала линзы. Оптику с такими слоями называют просветленной.
14°. Диффузным (рассеянным) отражением света называют отражение света во всевозможных направлениях. Оно наблюдается, например, при отражении света от шероховатой поверхности раздела двух сред. Поверхность называют абсолютно матовой, если она отражает свет равномерно по всем направлениям.
15°. Рефракцией света называют искривление световых лучей вследствие преломления в оптически неоднородной среде с непрерывно изменяющимся от точки к точке показателем преломления. Примером рефракции света служит астрономическая рефракция — искривление лучей света от небесных тел при прохождении сквозь атмосферу Земли, обусловленное уменьшением плотности атмосферы (а следовательно, также ее относительной диэлектрической проницаемости и абсолютного показателя преломления) по мере удаления от поверхности Земли. Вследствие астрономической рефракции кажущееся направление на какую-либо звезду составляет с нормалью к поверхности Земли в точке наблюдения несколько меньший угол, чем истинное направление на эту звезду. Искривление лучей света от удаленных земных источников, происходящее в слое атмосферы, прилегающем к поверхности Земли, называют земной рефракцией. При некоторых условиях в результате земной рефракции возникают миражи — ложные изображения удаленных объектов.
3. ПОЛЯРИЗАЦИЯ СВЕТА ПРИ ОТРАЖЕНИИ И ПРЕЛОМЛЕНИИ
1°. При произвольном угле падения i ^кроме і = О
или 5 j коэффициенты отражения от границы раздела
двух изотропных диэлектриков различны для р- и s-волн: R. '- R„. Поэтому, если падающая волна не поля-
S (J
ризована (естественный свет), то отраженная и прелом-
612 V.3. ПРОХОЖДЕНИЕ СВЕТА ЧЕРЕЗ ГРАНИЦУ ДВУХ СРЕД
ленная волны частично линейно поляризованы. В отраженной волне преобладают колебания вектора Е, перпендикулярные к плоскости падения (s-поляризация). В случае отсутствия поглощения степени линейной поляризации обеих волн соответственно равны:
