Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Кизель В.А. -> "Отражение света" -> 85

Отражение света - Кизель В.А.

Кизель В.А. Отражение света — М.: Наука, 1973. — 254 c.
Скачать (прямая ссылка): otsveta1973.pdf
Предыдущая << 1 .. 79 80 81 82 83 84 < 85 > 86 87 88 89 90 91 .. 103 >> Следующая

чтобы Д =7,тогда т] = \, С" = ±р = ±(90 - |).
в) Если сделать Ах =Ау (в конкретном случае отражения, подбирая ф и а), то при дополнении компенсатором Д до я/2 можно получить круговую поляризацию.
Достижение состояний линейной и круговой поляризаций экспериментально фиксируется наиболее удобно (полное потемнение или отсутствие потемнения при вращении анализатора). Последнее фиксируется фотоэлектрически.
Рис. II. Вектор колебаний и его изменение.
till
СВОЙСТВА НЕОДНОРОДНЫХ волн
309
III. СВОЙСТВА НЕОДНОРОДНЫХ волн
Если в уравнениях Максвелла для плоских волн
eE"JL[kH]t (хН = -^-[кЕ]
величина к комплексна, k = k' - /к", что может иметь место при наличии проводимости, диэлектрических или магнитных потерь, или же мнима, как например, при полном внутреннем отражении '), то волны будут, вообще говоря, неоднородными.
В феноменологической теории для сред, обладающих поглощением, какова бы ни была его физическая причина, можно, как известно, формально ввести комплексную диэлектрическую (и если надо,
магнитную) проницаемости екомпл = е' - ?е", Цкомпл = Ц' - i>".
При этом термодинамические соображения требуют, чтобы е" и ц," были положительны. Если рассмотреть, как выше, некоторый объем V, ограниченный поверхностью 2 и не содержащий источников, то энергия, входящая в объем,в единицу времени, будет
Г <S"> dS = - Г div <S> dV = j QdV,
i v v
где Q - количество тепла, выделенного в единице объема (ибо в монохроматическом поле и недиспергирующей среде электромагнитная энергия должна быть постоянной). Отсюда, используя уравнения (П14), получаем (полагая для простоты (х'=1, ц"=0):
ше"
<3 = 1ГЕЕ*;
Q должно быть ^0. Аналогично и доказательство для ц".
В общем случае
со
й2 =
Проводимость может быть формально включена в е; см. приложение V и § 28. Выражение для волны будет иметь вид
Е = Е0е,(и(-кг) = E0e-k'V<w,-k'r),
т. е. волна будет затухающей. Выбор знака "+" у первой экспоненты предопределяет выбор знака "-" в к (т. е. к = к' - tk"), согласно требованиям принципа излучения в нашей формулировке.
Очевидно, что такого типа волны могут существовать только вблизи границы раздела.
') к будет мнимым также в случае, когда е или ц вещественно, но отрицательно. Некоторые соображения по оптике подобных сред, в частности, ионосферы, где е может быть меньше нуля, см. в работах [05, 017, 2, 3].
310
приложения
Для компактности формул в дальнейшем иногда удобно, следуя [015], ввести обозначения m = -^-k ("вектор рефракции"); тогда (индекс "компл" здесь и далее опускается):
m2 = Efx= (m'-im")2, eE = - [тН], цН = [тЕ].
Отсюда следует
11,2 = & = m'2 - m"2 = (k'2 - k"2) = е'ц' - е"ц.",
2c2
2m'm" = -?¦ k'k" = e"p/ + e'p,"; из сказанного выше
с2
k'k" = т'т" 7* 0.
Можно, аналогично "волновой нормали" [формула (3.1), см. также приложение I], ввести понятие "амплитудной нормали"
/ G) о
m - ПФ8фаз, к' = - фаз= 1,
(О 9
m 5<ф(r)ампл> к = с ИФ5ампл sawiM =
5ампл Я = const- очевидно, поверхность равных амплитуд. Величины пф, ^щзависят как от свойств среды, так и от характера и происхождения волны [см., например, § 4, формулы (4.8) и (4.9)]. Поверх-
ности равных фаз и амплитуд, вообще говоря, не совпадают, но составляют МеЖДу СОбОЙ (ОСТРЫЙ) уГОЛ ф' = 8фаз вампл:
С2
т'т" = ш2" k'k" = "ф*ф cos t'-
Значения "ф, хф, которые они принимают, когда ij: =0, называются главными показателями соответственно преломления и поглощения.
Из соотношения к, е, ц следует, что (для простоты полагая |х"=0) k/2Jsе'|х' (так как к"2^0) и при тех же е'р/ скорость неоднородных волн меньше, чем однородных, и приближается к последней при ф'->0 и Иф-^0 (однако сопоставлять подобным образом металл и диэлектрик в общем случае не следует, ибо у многих металлов ed меньше, чем у многих диэлектриков).
Непараллельность плоскости равных фаз и равных амплитуд служит наиболее отчетливым физическим отличием неоднородной
nil
свойства неоднородных волн
311
волны. В этих волнах, следовательно, амплитуда на поверхности равных фаз меняется по фронту волны.
На рис. III схематически изображен характер затухания волны. Если при данном выборе координат раскрыть выражение для волны, получится
Е = Е0 exp j^- ¦- ХуХ sin \|)'j exp -j- \г cos ф'j X
Xexp^i (at - -^-пфгЭД;
первая экспонента показывает затухание вдоль поверхности равных
Рис. III. Схема неоднородной волны, распространяющейся в напраи-
лении г.
фаз (за которой обычно сохраняется название фронта волны); это затухание исчезает при ф'=0.
Таким образом, определением неоднородной волны будет
[ш'ш"] = - [шш*] ф О или [k'k"]=?0, [kk*] ф 0; (П24)
с этой точки зрения волны, где
[m'm"]=0, [шш*] =0
или
[k'k"]=0, [kk*] =0,
следует называть однородными, но затухающими волнами, ибо здесь плоскости sBOnnR=const и sSMnnR=const параллельны (подобные
312
ПРИЛОЖЕНИЯ
волны могут возникать при нормальном падении света на йоверх-ность поглощающей среды). Более подробное рассмотрение структуры поля неоднородных волн [015] дает следующую картину.
Учитывая, что векторы m, ш*, [mm*] линейно независимы, можно представить Ео и Н0, как и любые векторы, в виде
Предыдущая << 1 .. 79 80 81 82 83 84 < 85 > 86 87 88 89 90 91 .. 103 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

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

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed