Отражение света - Кизель В.А.
Скачать (прямая ссылка):
Расчет производился для радиочастотного диапазона; результаты показаны схематически на рис. 50.
"Задержка при отражении" (здесь вычислялось время, за которое амплитуда отраженной волны у поверхности достигает 99% стационарной) определялась как
At - 2,8 • Ю-8 -jjf-;
отсюда для меди Д?~0,5-10-15 сек, для пермаллоя
0,4-10-9 сек. Эти цифры не противоречат предыдущим, ибо там рассчитывалась задержка ближних к фронту частей, т. е. составляющих с большими и.
Попытка дать весьма грубую оценку нижнего предела At сделана в заметке [80], где для металлического зеркала на основании примитивного расчета в духе элементарной классической теории дана цифра 10~10 сек; такого порядка задержка на отражение At может объяснить расхождения в результатах измерений скорости света в установках с однократным и многократными отражениями.
Результаты этого расчета не следует переоценивать; важно лишь указание на возможность экспериментальной оценки.
В работе [81] сделана попытка экспериментального разделения (селективно) отраженного света и люминесценции по параметру длительности. Однако вследствие недостаточного временного разрешения аппаратуры
оценен лишь верхний предел тЛюм- Вопрос о вре-
мени установления поля не анализировался.
X = (ШГ:
tr,E,mwcmcil
?Г,Е, относит, ei
Рис. 50. Соотношение амплитуд падающей и отраженной волн.
-время релаксации поля; а) приближение для больших частот
I 0-2
-б), б)-для средних частот (соГ=1), в)- для низких частот (со7'*=* 1/^5, шкала времени) [79].
144 МОЛЕКУЛЯРНАЯ ТЕОРИЯ ОТРАЖЕНИЯ СВЕТА 1ГЛ. 3
В работе [82] проведено измерение на установке, где импульсы пластмассового сцинтилляционного люминофора, возбуждаемые ^-облучением, регистрировались двумя счетчиками: одним - непосредственно,
а другим - после 50-100 отражений. Показано, что А^<10~12 (предел разрешения аппаратуры). Однако здесь не достаточно учтены, с одной стороны, корреляции (несомненно) разных фотонов, попадающих в разные счетчики, и, с другой стороны, спектральная ширина им-' пульса люминесценции (дискуссию по поводу учета этих обстоятельств, проведенную при обсуждении опытов Брауна - Твисса, см. в работе [83]). Таким образом, вопрос еще окончательно не разрешен. Возможный путь оценки t указан в работе [84].
Обсуждение распространения двусторонне ограниченного сигнала в диспергирующей среде, где Угр?=Уфаз, проведено в работе [85]; наиболее важен вывод о том, что при очень коротком импульсе (порядка 100 периодов) возникает рассеянное излучение, идущее в обратном направлении, если скорость группы велика, а импульс короче указанной величины; на обратное излучение может уходить до 25-30% энергии. Подобный эффект должен влиять на отражение, особенно при малых углах падения.
Этот расчет качественно согласуется с идеей теоремы погашения. Если "предвестник" является первичной волной, которую не успел погасить еще не развившийся ответ среды, то обратное излучение представляет результат ответа среды, развившийся после прохождения первичного импульса и поэтому не погашенный последним. Отсюда можно грубо оценить и порядок времени установления поля- порядка I0-12-10-13 сек как верхний предел; это Не противоречит приведенным выше оценкам нижнего предела.
В работе [86] рассмотрено отражение б-импульса от поверхности раздела вакуум - плазма (холодная и однородная). Решение найдено в виде разложения по функциям Бесселя и Струве; амплитуда отраженного сигнала осциллирует вокруг нуля, причем сигнал сильно растягивается во времени: амплитуда заметно отличается
от нуля в течение интервала At порядка Д^^-coscp.
§ 17] ОСОБЕННОСТИ ДИФФУЗНОГО ОТРАЖЕНИЯ
145
Вопрос об обратном сигнале не рассматривался. Деформация импульса в радиодиапазоне в последнее время рассмотрена в работе [87]; см. также [022, стр. 116].
Изменение когерентности при отражении рассмотрено в работах [88, 89]. При падении волны типа (1.1), т. е. при полностью когерентном свете, отраженный свет также полностью когерентен (рассмотрение велось для прозрачных сред); при падении частично когерентного света когерентность пучка меняется при отражении, если ф?=0, и переменна вдоль пучка и по сечению пучка.
Когерентность по существу есть характеристика микроструктуры света, однако, как известно (см., например, [90]), понятие когерентности и численной меры - степени когерентности вводится формально и в макроскопическом рассмотрении, которое проведено в указанных работах.
Следует иметь в виду, что параметры, характеризующие когерентность, различны для источников разной мультипольности. Этот вопрос подробнее рассмотрен в работе [91].
§ 17. Физические особенности диффузного отражения
При исследовании структуры вещества иногда бывает невозможно получить зеркальную поверхность. В других случаях шероховатость поверхности обусловлена самой постановкой задачи. Часто приходится исследовать вещество в виде порошков, эмульсий, суспензий и т. п., а также неоднородные среды.
Микроскопический, молекулярный, механизм диффузного отражения по существу -тот же, что и для зеркального: имеет место то же рэлеевскоё несмещенное когерентное рассеяние света. Различие заключается в ходе и результате сложения первичной волны и вторичных волн элементарных источников и особенностях распространения первичной волны. Теория здесь весьма сложна и выходит за рамки настоящей работы. Отсылая за подробностями к обзорам и монографиям [016, 024-026, 92-100], отметим здесь лишь некоторые физические моменты, иллюстрирующие общую теорию отражения.
