Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Годжаев Н.М. -> "Оптика " -> 23

Оптика - Годжаев Н.М.

Годжаев Н.М. Оптика — М.: Высшая школа, 1977. — 432 c.
Скачать (прямая ссылка): optika1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 185 >> Следующая

светового пучка из прямоугольной призмы обозначить через ф0, то имеем
По cos фпред = sin фо. (3.30)
59
Складывая (3.29) и (3.30), после возведения в квадрат получим
n - YK - sin2<p0.
Следовательно, при известном показателе преломления призмы, определяя
угол выхода луча ф0, можно найти показатель преломления прозрачных
(жидких или твердых) тел.
Показатель преломления прозрачных тел можно определить также другими,
более точными, например интерферометрическими и т. д., методами.
§ 3. ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА ОТ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА
Связь между оптическими и электрическими характеристиками металла.
Металлы отличаются от диэлектриков наличием в них электронов проводимости
(свободных электронов), плотность которых весьма велика (порядка 1022 в 1
см3). Поэтому при рассмотрении прохождения света через металлы и
отражения от них должна быть учтена проводимость металла. Такой учет
приводит к введению в уравнение Максвелла членов, зависящих от
электропроводимости металла о. Тогда имеем:
е дЕ , 4it -t
1Г1Г+-с-/=гоШ'
Тн - <3-31>
^iii?L=rot?,
с dt '
где плотность тока проводимости / определяется материальным уравнением /
= оЕ.
Аналогично формулам (2.2) и (2.3) гл. II, для векторов ? и Я в этом
случае имеем:
Fji, д2Е , 4я<тц дЕ ____
I~~дГ~ '
s|t с)2Н , 4яац дН _ д-д > ~jpr + ~ df~
(3.32)
Принимая Е = Е0eI<0/, Н = Нйеш1 и р. = 1, получим волновые уравнения:
е' д2Е -д-р е' д2Н д--п
совпадающие соответственно с волновыми уравнениями (2.2) и
(2.3) с той лишь разницей, что вместо действительной диэлектрической
постоянной е пользуемся комплексной диэлектрической
постоянной е' = е -Это означает, что металлооптика формально совпадает с
оптикой диэлектриков при замене величины е = п2 комплексной величиной е'
= (/г')2, где п - комп тексный показатель преломления. Вводя комплексный
показатель пре-
60
ломлеиия п' = п (1 - гх) так, чтобы действительная часть совпала с
обычным показателем преломления, легко установить связь между оптическими
параметрами металла п их (как будет видно позднее, х является показателем
поглощения) и его электрическими
характеристиками е и а. Действительно, поскольку е' ==е -г-^-, а п' - п
(1 - гх), то е' = (п')2 = е - i ^-=п2 ~ i2n2x - п2х2. Отсюда
к2( 1 - х2) == е, ]
2 ^x=i^-, Г (3'33)
со /
где со - частота падающего свега.
Распространение света на границе раздела диэлектрик-металл.
Так же как и в случае диэлектриков, необходимо исследовать отражение и
проникновение (в металл) световых волн, падающих на границу раздела
диэлектрик-металл. Аналогичное рассмотрение приводит к результатам (угол
падения равен углу отражения, отношение синуса угла падения к синусу угла
преломления равно относительному показателю преломления второй среды и т.
д.), формально идентичным выводам * рассмотрения распространения световой
волны на границе раздела двух диэлектриков. Остановимся на некоторых
характерных вопросах распространения света на границе раздела воздух-
металл.
Взаимодействие света с металлом приводит к возникновению вынужденных
колебаний свободных электронов, находящихся внутри металлов. Такие
колебания вызывают вторичные волны, приводящие к сильному отражению света
от металлической поверхности и сравнительно слабой волне, идущей внутрь
металла. Чем больше электропроводность металлов, тем сильнее происходит
отражение света от нх поверхности. В идеальном проводнике, для которого
а-> оо, поглощение полностью отсутствует и весь падающий на его
поверхность свет отражается. Поэтому заметный слой металла является
непрозрачным для видимого света. Сильное поглощение проникающей внутрь
металла световой волны обусловлено превращением энергии волны в джоулево
тепло благодаря взаимодействию почти свободных электронов, испытывающих
вынужденные колебания под действием световой волны.
Металлы благодаря своей способности интенсивно отражать свет играют
большую роль в оптике. Например, с целью получения сильного (более 99%)
отражения света на поверхности пластин так называемого интерферометра
Фабри-Перо наносятся тонкие слон серебра. Поскольку отражательная (и
поглощательная) способность металлов связана с его электропроводностью,
то при выборе металлов для вышеуказанной цели надо обратить внимание на
его электропроводность. Например, железо, которое является
* См : Ш е ф е р К. Теоретическая физика, т. 3, ч. 2. М.-Л., ОНТИ, 1937,
гл. VIII.
61
относительно плохим проводником, заметно поглощает падающий свет- пленка
железа толщиной порядка микрона поглощает почти 60% падающей на нее
световой энергии.
Распространение света внутрь металла. Часть света, проходящая внутрь
металла, как отмечено выше, сильно поглощается в нем. По этой причине в
процессе взаимодействия света с металлами существенную роль играют их
очень тонкие слои. При таком рассмотрении амплитуда световой волны будет
резко уменьшаться по мере проникновения внутрь металла. Пусть
монохроматическая световая волна длиной Х0 нормально падает на
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 185 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed