Отражение света - Кизель В.А.
Скачать (прямая ссылка):
ФОРМА ПОЛОСЫ ОТРАЖЕНИЙ
271
и исследования плазменных, волн в хорошем -металле, где n< 1, т. е. условие похожи на НПВО. Скорость неоднородных волн в металле меняется путем изменения ф и может быть подобрана равной anJkпл, что способствует возбуждению.
В работе [118] на одних и тех же объектах проведены и сопоставлены измерения колебательных спектров методами В, 3) и НПВО. Оказалось, что первые лучше выявляют продольные оптические моды, а поперечные- хуже, и только в перпендикулярной компоненте (ср. стр. 263 и 264 и рис. 86, 99 и 100).
Методы, подобные НПВО, развиваются в последнее время в рентгеновской области. Явление НПВО можно использовать для пассивных модуляторов добротности в ОКГ. Эффекты смещения луча при ПВО (см. § 9) предлагалось использовать для диагностики плазмы (см. гл. 2, ссылка [39]).
• Метод НПВО, особенно при пользовании многократ^ ным отражением, позволяет обнаруживать поверхностную ориентацию и упорядоченность в твердых полимерах и других объектах, подобную рассмотренной в § 23-26.
§ 34. Форма полосы отражения
Из формул (4.16) и (4.17) видно, что одни и те же значения R могут быть получены при различных п их. Поэтому при произвольных зависимостях "((о), х(со) форма полосы отражения может быть любой, иначе говоря, контуры полос поглощения к (ю) и отражения Я(со) могут совпасть лишь в особых случаях. В частности, максимальные значения ^(ю) могут получаться при иных значениях и, чем максимумы х(<о). Некоторые ограничения могут накладываться лишь интегральными (в пределах от ю=0 до ю-"-оо) дисперсионными соотношениями Крамерса - Кронига для п и х [017, 018], справедливыми для любых "(") и х(ю), если они аналитичны (см. § 35). Анализ ряда возможных видов полосы R(a) приведен в работе [119].
Для реально встречающихся зависимостей п(ю) и "(") форма /?(<й). более определенна, ибо п их функционально связаны.
272
ПРИМЕНЕНИЯ ЯВЛЕНИЙ ОТРАЖЕНИЯ
[ГЛ..7
Рассмотрим простейший случай изолированной полосы поглощения для вещества молекулярной структуры.
Спектральная зависимость параметров изолированной полосы поглощения, связанной с одноосциллятор-ным дипольным переходом (в двухуровневой системе) для свободных атомов или молекул (например, в разреженном газе), обычно удовлетворительно описывается "классическим дисперсионным контуром" [02, Об, 120, 121]
п2 х2 - 1 4- 2е"- - Юр ~ Ю_____ (34 П
Х ~ Г т а>р (а>р -со)2 + (Г/2)2'
п% _ е2 !hl___________Е_______ С34 о\
ПК - т (озр-ш)2 + (Г/2)2>
где N1-число осцилляторов в 1 см3-, f - сила осциллятора; Юр - резонансная частота; Г - "константа затухания".
На рис. 89 и 90 и в табл. 7 приведены некоторые результаты наших расчетов по этим формулам'). Они могут быть применены для других значений top, Nu Д учи-
Nif
тывая, что эти величины входят только в сочетании .
р
Расчеты приведены для случая нормального падения, т. е.
г? (я -1)2 + и8
д (п + 1)2+х2 •
Из этих данных можно сделать следующие выводы:
1) полоса отражения значительно шире полосы поглощения;
2) она имеет менее острый максимум;
3) она всегда сдвинута относительно ар и хмаКо в область больших частот2);
') Расчеты проведены совместно с К. Ф. Луканиным, которому автор приносит благодарность.
2) В некоторых особых случаях, когда полоса поглощения имеет
иное физическое происхождение, чем описываемая "одноосциллятор-
ными" формулами (34.1) и (34.2), и когда п(м), вследствие особенно-
стей процесса, всюду >1, этот вывод может оказаться несправед-
ливым.
a)
1 I I
-10 i / 1 1.
-ПЯ-\ / к
06 / / ] \ 1
4
RJ\ l \ *4 . X \
и, о '*} \ V /7_i
¦6 -4 ^ R -г 2 4 6 8 Ю
' to 1 ' /! t)
-08
-ПС 1 ik
-04 п. / У J ! \ l \ \ Г
~Л 7 li J\ i \ i sr
JL~ / 1 У f \ ч \ Л <*
¦t?
п,х ft
-0,7 / "0
08 / i \ V
n! t г
"X I1 1 M 1 ' I
jA -OJ 1 J, Й
-07 ! \ 1 \ \
-Л J \ 0 /
V NJ >v.
г J (ui-tojw*
Рис. 89. Результаты расчета по формулам (34.1) и (34.2) для значений параметров, указанных в табл. 7;
18
В. А. Кизель
ар=2 ¦ 10'5.
ПРИМЕНЕНИЯ ЯВЛЕНИИ ОТРАЖЕНИЯ
П,Х R
г,о
ic
1.5 1,0
ГГ 03 /1 1 /' II 1 г)
/ ] *"' 1 \ \ \ \ \ \
0,2 "I 1 п.}
-^ V vV\ \ \ \ \
1,1
\
(в
0,9
ав
1 г (ш-шр)то-,г
0.03 г 1 i \х Ф
С--' / у'
0,02 0.01 1 1 / \ /'
J •у
-г -1 о
ФОРМА ПОЛОСЫ ОТРАЖЕНИЯ
275
4) при малых Nif и Г контур полосы отражения почти совпадает с контуром полосы поглощения и имеет максимум очень близко к мрез;
п-хЯ "<*>р
п.х R г
1.5
1.0
0,5
о
¦ -в ^ -4 -г 0 2 " , , В (?Ь-<2р-10-'г
Рис. 89 (продолжение)
5) при росте Nif отражение усиливается, максимум смещается в сторону больших частот и становится менее острым, полуширина полосы отражения растет;
6) при росте Г отражение падает '), максимум не смещается и становится менее острым, полуширина растет;
*) Физическая причина этого заключается в том, что с ростом затухания в среде 2 все большая часть электромагнитной энергии дис-сипируется.
18*
276
ПРИМЕНЕНИЯ ЯВЛЕНИИ ОТРАЖЕНИЯ
[ГЛ. 7
7) в областях, где поглощение практически отсутствует, п асимптотически приближается к единице, a R стремится к нулю.
