Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
Поло эл.-магн. излучения в среде п2 существенно отличается от поля проходящей поперечной волны, т. к. в среде п2 компонента амплитуды электрич. вектора в направлении распространения волны не равна аулю. Все три компоненты х, у, г амплитуды волны имеют конечные значения при всех углах ф > фкр и в области фкр могут значительно превышать по величине иач. значение амплитуды падающей волны (см. Нарушенное полное внутреннее отражение).
Процесс распространения эл.-магн. излучения при П. в. о. в случае ограниченных пучков сопровождается
Схема распространения латеральной волны при полном внутреннем отражении вблизи критического угла пучка света с конечным поперечным сечением: I — падающий пучок;
2 — геометрически отражённый пучок; з — латеральная волна; Д — диафрагма.
продольным и поперечным смещением падающего пучка. Величина продольного смещения d зависит от состояния поляризации пучка, угла падения ф, величины п21 и вблизи ф « фкр равна
J ___ гг п» ________k_______
p>ЯП, (sin*ф•
Для излучения, поляризованного в плоскости падбния (р-поляризация), Кр~ 1 /п. ; для излучения, поляризованного перпендикулярно плоскости падения (s-no-ляризация), Ks — 1. Величина смещения пучка при П. в. о. коррелирует с глубиной проникновения эл.-магн. излучения в оптически меиее плотную среду п2. Величина смещения d сравнима с глубиной проникновения и по порядку величины близка X.
При П. в. о. р- и s-компоненты поляризованного излучения испытывают различный по величине сдвиг фаз, поэтому линейно поляризованное излучение после отражения становится эллиптически поляризованным. Разность фаз р- и s-компонеет определяется из выражения
, COS ф(зІП* ф — Tl* V^*
tgJL=------і-------id—
2 Sin1 ф
Величина 6 имеет минимум в области углов фкр я» 90°. Подбирая подходящий угол падения и значение п21, можно получить сдвиг фаз, равный я/4; для двух отражений величина сдвига удваивается. Такой приём используется в поляризац. устройствах (призма — ромб Френеля, см. Поляризационные приборы) для преобразования линейно поляризованного излучения в круговое.
Вследствие дифракции, обусловленной конечными размерами падающего пучка, при П. в. о. наряду с рассмотренным продольным смещением пучка наблюдается латеральная («побочная») волна, распространяющаяся вдоль поверхности, к-рая играет роль своеобразного волновода (рнс.). Латеральная волна возникает при угле, превышающем фИр всего на ~1', и распространяется на расстояние, на неск. порядков превышающее величину продольного смещения регулярной волны, имеющей интенсивность, близкую к единице. Интенсивности Ip и /, пучков отражённой латеральной волны для р- и s-поляризованного излучения уменьшаются вдоль поверхности процорционально кубу расстояния, на к-рое произоціло смещение волны, и относятся между собой как IpUs сл (^1//Ia)4. В опыте с гелиево-кад-мневым лазером для границы вода — воздух латеральная волна регистрировалась на расстоянии до 7 см. Для расстояния 3 см и X = 441,6 нм интенсивность волны составляла 1,6* 10“8 от мощности падающего пучка света.
В отличие от селективного отражения металлов, к-рое может быть весьма высоким, (но всегда иоэф. отражения Л < 1), при П. в. о. для прозрачных сред Я = 1 для всех X и не зависит практически от числа отражений. Следует, одиако, отметить, что отражение от механически полированной поверхности нз-за рассеяния в поверхностном слое чуть меньше единицы на величину ~2.10-s. Потери на рассеяние прн П. в. о. от более совершенных границ раздела, напр, в водопойных световодах, ещё на неси, порядков меньше. Высокая отражат. способность границы в условиях П. в. о. широко используется в интегральной оптике, оптич. линиях связи, световодах н оптич. призмах. Высокая крутизна коэф. отражения вблизи фкр лежит в основе измерит, устройств, предназначенных для определения показателя преломления (см. Рефрактометр). Особенности конфигурации эл.-магн. поля в условиях П. в. о., а также свойства латеральной волны используются в физике твёрдого тела для исследования поверхностных возбуждённых колебаний (плазмонов, поляритонов), находят широкое применение в спектроскопич. методах контроля поверхности на основе нарушенного П. в. о., комбинационного рассеяния света, люминесценции и для обнаружения весьма низких значений концентраций молекул и величин поглощения, вплоть до значений безразмерного показателя поглощения к ^ IO-6.
Лит.: Бреховских JI. М., Болиы в слоистых средах, 2 изд., М., 1973; К и з е л ь Б. А., Отражение света. М., 1973; Калитеевский Н. И., Болновая оптика, 2 изд., М. 1978. В. М. Золотарёв.
ПОЛОДИЯ (от греч. polos — ось, полюс) — 1) при движении (в случае Эйлера) твёрдого тела вокруг неподвижного центра О — кривая, к-рую на поверхности построенного в центре О эллипсоида инерции описывает точка пересечения этой поверхности с мгновенной осью вращения теп.й(см.Герполодия).2) При плоско-параллельном движении твёрдого тела — то же, что и центроида. ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ ИОНЫ — атомы или молекулы газа, лишённые в результате взаимодействий одного или неск. электронов с внеш. оболочки. Вместе с комплексом др. атомов илн молекул П. и. могут образовывать кластерные ионы. Подробнее см. Ион, Ионизация. ПОЛОЖИТЕЛЬНЫЕ КРИСТАЛЛЫ — одноосные кристаллы, в к-рых скорость распространения обыкновенного луча света больше, чем скорость распространения необыкновенного луча (подробнее см. Кристаллооптика).
