Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Кизель В.А. -> "Отражение света" -> 21

Отражение света - Кизель В.А.

Кизель В.А. Отражение света — М.: Наука, 1973. — 254 c.
Скачать (прямая ссылка): otsveta1973.pdf
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 103 >> Следующая

*1
Рис. 37. Рассчитанная зависимость от/г при ср=48° (П21кр=0,743) для разных х [п.
НЕПОГЛОЩАГО1ЦИЕ СРЕДЫ
87
линейной поляризации Ed, <S">a=0 - боковая компонента *) отсутствует; она имеет наибольшее значение при поляризации круговой2).
Из формул Френеля видно, что при Е=ЕХ или Е=Ец отраженная и преломленная волны имеют также компоненты лишь в той же плоскости; эллиптическая поляризация отраженной волны возникает только, если в Е присутствуют обе компоненты. Рассмотреть картину подробно удобнее, получив отдельно выражение потоков энергии для ТЕ- и ТМ-волн, возникающих соответственно при Е=Е± и Е=Ец.
Используя формулу (П35) приложения III
поток направлен по к', т. е. вдоль поверхности по направлению пересечения плоскости падения с поверхностью раздела (см. рис. 33, б), вектор Н описывает эллипс в плоскости к (см. приложение III);
ТМ-волна:
Здесь эллипс в плоскости к описывает уже вектор Е, см. рис. 33, в.
') Возникновение этой компоненты физически связано с возникновением эллиптической поляризации отраженной волны при линейной поляризации падающей, т. е. с изменением спиральности фотонов при отражении,- "инерцией спинового момента фотона" [6].
2) Впервые это было показано, видимо, в работе [015], а предсказано А. И. Садовским.
<s*> = -!r{[E^ + №3}e 2k/>
(7.10)
имеем
ТЕ-волна:
Еа - 0, Eqd - Erf, Hod - н, -|~ md,
- "iTTT^dEod], Hd- [krfEoil,
(7.11)
kd; (7.12)
Hd= 0, Hod = Hdi Eod = Ed + iEd,
Eod =-~ [kdH0d], E'd = - [kXJ, (7.13)
88
КОНФИГУРАЦИЯ ПОЛЕЙ И ДВИЖЕНИЕ ЭНЕРГИИ
[ГЛ. 2
Очевидно, что для обеих волн (Sd)a=0. Можно показать, что у ТЕ-волны <3ЭА9М><1 и наименьшее, а у ТМ-волны (5Э/5М)> 1 и наибольшее. Равенство (Ээ> и <ЭМ) имеет место в той волне, где векторы Е и Н описывают одинаковые эллипсы, лежащие в разных плоскостях.
Следует иметь в виду, что потоки энергии этих двух типов волн неаддитивны, т. е. в "смешанной" волне в S будут "перекрестные" (интерференционные) члены.
Фазовые соотношения при полном внутреннем отражении рассматривались в последнее время в работах [7, 8]. Рассчитана скорость распространения энергии при полном внутреннем отражении в среде 2\ показано, что скорость немонотонно меняется с углом падения и проходит через максимум при ф=0 и фкр (v=c), оставаясь меньше с при всех других ф, как и следует ожидать (ср. также [9]).
В связи с этим нужно отметить, что при падении сферической волны фронт отраженной при полном внутреннем отражении волны не будет сферическим, возникнут некоторые аберрации в результате сдвига фаз, .различного для разных углов падения и поляризаций.
§ 8. Поглощающие среды
Для поглощающих сред вектор kd - комплексный; согласно (4.1)
,2 _ (О2 _ СО2 2
Krf - g ?КОМПЛ Ц'КОМПЛ - с2 ^2>
показатель преломления V2 - комплексный. Расположение волновых векторов для этого случая показано на рис. 10 и 38. Если среда 1 прозрачна, то
[к>]=а, [к^ N] = 0,
т. е. по-прежнему к а II N, но kd не перпендикулярен N; плоскость kd, как и ранее, параллельна плоскости падения.
ПОГЛОЩАЮЩИЕ СРЕДЫ
89
Видно, что фронт волны (поверхность равных фаз) при входе в среду 2 поворачивается, происходит преломление под углом ¦ф'. Однако амплитуда волн меняется, спадая в направлении линии пересечения фронта плоскостью падения вглубь вещества.
ТЕ ТМ
Рис. 38. Расположение волновых векторов и поляризация в поглощающей среде: n2I > 1.
Поляризация колебаний и положение вектора Пойнтинга, когда среда 1 прозрачна, а среда 2 поглощает (случай а рис. 10).
Типичные зависимости пф(ф) были показаны на рис. 11 (стр. 44). Эти зависимости существенны лишь для очень сильно поглощающих сред - некоторых металлов. Отметим попутно, что может, вообще говоря, быть и о|/>ф; это значит, что разность ср-г]/ может проходить через нуль. Это будет при (см. рис. 12, стр. 46).
sin2 ф = 1 + ¦ 2 Я2*22--¦ (8.2)
"2 - 5<2 - 1
На рис. 10 показан случай 1|/<ф. Однако г|/ не достигает я/2 и, как показано в § 4, полного отражения не происходит.
На рис. 36, а, 37 и 39 показан ход отражения вблизи фкр. Видно, что полное отражение исчезает уже при ничтожных значениях я, и ход явлений очень сильно зависит от х. Волны в среде 2 неоднородны, и, следовательно (см. приложение II), электрическая энергия не равна магнитной (в среднем); то же происходит и при нормальном падении.
90 КОНФИГУРАЦИЯ ПОЛЕЙ И ДВИЖЕНИЕ ЭНЕРГИИ [ГЛ. 2
Из формул (П ЗОА) приложения III для простейшего случая нормального падения на магнитную среду, где Re |я = |1, имеем
|г-
16л
16яцсо2
следовательно,
<5э>.
(8.3)
<^> 1/гдат' (8,4)
-Для немагнитных сред, где имеется проводимость ? или диэлектрические потери,
(5Э/5М)<1; в случае магнитных потерь (в отсутствие электрических) будет обратная картина. Как следует из формул (7.7) - (7.9) и рис. 10 и 38, поток энергии, в отличие от предыдущего, имеет компоненту, нормальную к поверхности раздела, ибо теперь
<sd) N = jg^> |EJ2k>^0
(угол kd N - острый и Sd направлено вглубь среды 2), и, как и в предыдущем случае, компоненту, нормаль-
Рис. 39. Отражение от границ кварц - вакуум и кварц - калий (напыленный1 слой) [10],
Предыдущая << 1 .. 15 16 17 18 19 20 < 21 > 22 23 24 25 26 27 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed