Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Кизель В.А. -> "Отражение света" -> 10

Отражение света - Кизель В.А.

Кизель В.А. Отражение света — М.: Наука, 1973. — 254 c.
Скачать (прямая ссылка): otsveta1973.pdf
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 103 >> Следующая

tg (ф+^)<0.
Таким образом, здесь Ег имеют обратные первому
случаю направления, причем ЕгП снова меня-Р/ ет знак при я/2=ф+г|). ? В обоих случаях ли-
нейно поляризованный ~<y+f свет после отражения остается линейно поля-
CpeSal
N
\ У
К
Среда 2
ризованным, однако плоскость поляризации поворачивается; поворота не происходит только, если одна из компонент в падающей волне равна нулю.
Рис. 6. Выбранные ориентации векто-0бо3наЧаЯ УГЛЫ ^еЖЛУ ров. плоскостями колебании
и плоскостью падения
(азимуты колебаний) для падающего, отраженного и
преломленного лучей соответственно а, р, у, получаем
Мнимое изображение
ctg а = ctg р = ctg у =
С X Г J.
¦*dx
Согласно (3.22) и (3.23), ctgp
-e±i)ctga.
cos (ф -
Отсюда следует, что отношение от величины а:
(3.31)
ctg ft
ctg а
не зависит
da (^ctgaj '
7- [cosfa-¦41)]-1 ctg a.
(3.32)
(3.33)
Результаты расчета при п21 = 1,52 и а=45° приведены на рис. 7.
§ 3] ОТРАЖЕНИЕ ОТ ПРОЗРАЧНЫХ ИЗОТРОПНЫХ СРЕД 37
Как видно, поворот азимута колебаний весьма велик. Это нужно учитывать в поляризационных измерениях.
В обоих разобранных случаях Еч меняет знак при <р-}-.ф=я/2. Это значение ср называется углом Брюстера.
При ф=фбр?гц=0; Етп/Егх минимально при tgcp6p =
=n2lni.
Для магнитных сред тоже существует угол Брюстера, однако здесь он может быть (альтернативно) у обеих компонент:
Разности фаз между одноименными компонентами в падающей и отраженной волнах 5j_, бц и между компонентами в отраженной волне Д, как следует из изложенного, можно записать так:
ф<% ф>%
"1<"2 К 6х -я -я
в" •-я 0
Д=б" -6Х 0 +JX
П\>Пг бх 0 0
вп 0 -я
Д'=бх-б" 0 +я
Р~ос,град.
Рис.7. Поворот азимута колебаний при отражении [угол ((3-а)] в зависимости от ф (а=45°). а) л21 = 1,52; 6) л21=2,60.
38
ПРОСТЕЙШАЯ ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ
[ГЛ. 1
Поведение компонент при нормальном падении, когда они неразличимы, естественно, одинаково: при П\ теряется 7г волны.
Определение понятия разности фаз между падающей и отраженной волнами наиболее естественно вводится следующим образом.
Прямая падающая и претерпевшая отражение волны сводятся в одну точку при следовании примерно в одном направлении; результат интерференции определяет ту дополнительную разность фаз, которая возникла вследствие отражения. Подобная ситуация может быть реализована при больших ср зеркалом Ллойда, при малых - двукратным отражением.
3) "i>n2<ni sincp, kdN, как указывалось выше,- чисто мнимое, cos яр принимает чисто мнимые значения, и, как видно яснее всего из (3.20) и (3.21), отраженный свет поляризован эллиптически. В явном виде это можно записать, придав (3.22) и (3.23) вид ]):
Erx cos ф + i (sin2 ф -
Е± cos ф - t (sin2 ф - n|j)1/2 '
Ег ц п\х собф + i (sin2 ф- n|j),/2
Е и "21 cos Ф ~ ' (sinS ф - )1/2 *
Ейх_ _ ___________2cos ф__________
Ех совф-? (sin2 ф - ^21)1/2 '
Eg || ___________2п21 cos ф________
?ц п\х соэф - г(зт2ф- п|,)1/2 *
Легко убедиться, что |?Vl! = |?_l|, |.?гЛ| = |?|ц, т. е. отражение- полное (рис. 8). Значение ср, при котором sin ф = n2/"i, называется критическим, фкр (фКр = 90°, ср. рис. 3, б).
*) Определяя мнимое значение cos ф:
cos ф = ± i ~- ~\f sin2 ф - п\j ,
следует взять знак "-", дабы удовлетворить условию излучения (волны должны быть затухающими, подробнее см. § 7).
.(3.34)
(3.35)
(3.36)
(3.37)
отражение ОХ ПРОЗРАЧНЫХ ИЗОТРОПНЫХ СРЕД 39
Рис. 8. о) для
Зависимость энергетических коэффициентов отражения от угла падения ср:
- *=.3 05 и - -=0,33 (пунктир) [26]; б) для естественного света при f>t пг
"7"-=0,76-0,98 [65] 1
40
ПРОСТЕЙШАЯ ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ [ГЛ. 1
<р,граи А', град
d)
Рис. 9. Зависимость разности фаз от угла падения для tii = 1,52 и п2= 1,0 (n2i=0,658): между падающей и отраженной волнами б j_ (а) и бц (б); между компонен* тами отраженной волны A'=6j_-s jj (в).
отражение ОТ ПРОЗРАЧНЫХ ИЗОТРОПНЫХ СРЕД
41
Вычисление по формулам (3.34) и (3.35) дает для разностей фаз между падающей и отраженной волной
с 0 t (V sin2 Ф - nf, \
5ц = 2 arctg ^ п2-05-ф j-n,
бх = 2 arctg
У sin2 ф - "21
COS ф
(рис. 9, а, б). Если падающий свет поляризован линейно, то разность фаз Д' между Ет± и ЕгЬ как легко убедиться, определяется по формуле
cos ф У sin2(r) - п\.
с'г д 72 =--------да?--• <3-38>
При "1=1,52 и "2= 1 ^"21 = ]"32 = 0,658^ получим результат, показанный на рис. 9, в. Отсюда видно, что при ф>фкр отраженный свет всегда поляризован эллиптически, если только Е± или ?ц не равны нулю (а не равно 0° или 90°). Угол фт, при котором Д' имеет минимум в области полного отражения, определяется
_ 1 f 2я21
5тф" = > ТТ^,'
а соответствующее значение Дт=4 arctg п2\.
Отметим, что полное отражение может иметь место даже при ф=0, если п2=0. Подобная ситуация может, например, сложиться при отражении от ионосферы [18] или от металла в области плазменных частот (см. § 28).
В некоторых задачах, касающихся лучистого обмена и радиационного баланса, представляет интерес коэффициент отражения изотропного излучения. Он может быть получен из формул Френеля, если усреднить по всем направлениям и всем ориентациям векторы Е и Н. Когда излучение приходит из среды с tii<n2, соответствующий коэффициент отражения в широком интервале л близок к коэффициенту для нормального падения (отличается не более чем на 5-6%). В обратном направлении коэффициент меньше в nfi раз, как того требуют термодинамические соображения (см. например, [010], [19, 20]).
Предыдущая << 1 .. 4 5 6 7 8 9 < 10 > 11 12 13 14 15 16 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed