Общий курс физики. Том 4. Оптика - Сивухин Д.В.
Скачать (прямая ссылка): Скачать (прямая ссылка):
где рц и рх — коэффициенты отражения волн, поляризованных в плоскости яадения и перпендикулярно к ней, для одной отражающей поверхности: _/cos ф — /г cos г|з\а __/п cos <р—cos
— усовф + п COSlj)/ ' ^ll ~~ \п COS ф + COS
19. Падающий свет поляризован линейно с азимутом колебаний, равным -f-45° 1J. Можно ли путем однократного отражения превратить его в свет, поляризованный по правому кругу?
Ответ. Нельзя.
20. Какой должен быть минимальный показатель преломления параллелепипеда Френеля, чтобы при азимуте колебаний падающего света в +45° выходящий свет был поляризован по правому кругу?
_ 1 + sin (Зя/8) _ г,
Ответ, п = — ' ' _ 5,028- В оптическом диапазоне спектра cos (Зя/8)
этот случай осуществить нельзя. Его можно было бы осуществить с более длинными электромагнитными волнами.
21. Линейно поляризованная электромагнитная волна с азимутом колебаний, равным +135°, отражается на границе вода — воздух. Диэлектрическая проницаемость воды е = 81. Под каким углом должна падать эта волна, чтобы отраженная волна получилась поляризованной по кругу? Какая при этом будет поляризация: правая или левая?
Ответ. 6°29' или 44°38'. Правая.
22. Линейно поляризованный луч с азимутом колебаний +135° падает перпендикулярно на грань AB стеклянной призмы ABCD (рис.249) р
и, испытав три раза полное отражение, выходит С-
«з нее. Каков должен быть преломляющий угол
А призмы, чтобы вышедший свет был поляризован по кругу, если показатель преломления стекла призмы равен 1,52? Какая получится поляризация вышедшего света: правая или левая?
Ответ. 69°2Г или 42°46'. Правая.
23. Каким должен быть минимальный показатель преломления призмы, описанной в предыдущей задаче, чтобы при азимуте колебаний падающего света, равном +45°, выходящий свет был поляризован по правому кругу? Какой при этом должен быть угол А?
Ответ. n=l/(/2-l) = 2,4143; Л=35°34'.
24. С помощью векторной диаграммы показать, что скачок фазы при полном отражении превосходит вдвое скачок фазы, испытываемый преломленной (поверхностной) волной.
§ 68. Распространение света в среде с точки зрения молекулярной оптики
1. С точки зрения атомистических представлений всякую среду следует рассматривать как вакуум, в который вкраплены атомы вещества. (Молекулы можно рассматривать тоже как атомы.) Под Действием падающей волны, а также излучений соседних атомов внутри каждого атома возбуждаются колебания электронов и ¦атомных ядер. Вследствие этого атомы становятся источниками
1J Азимут колебаний падающей волны может изменяться от —я/2 до +я/2, Uh считается положительным, если SSJSSx > O1 и считается отрицательным, если
«l/Sj. <0. 426
отражение и преломление света
[г л'. v'
вторичных сферических волн, распространяющихся между этими1 частицами со скоростью света в вакууме с. Эти волны когерентны,, поскольку они возбуждаются одной и той же падающей волной. Их интерференция между собой и с падающей волной определяет волновое поле во всем пространстве. В частности, отраженная волна возникает в результате интерференции вторичных волн, вышедших, из среды в вакуум, с которым она граничит.
Почему же в среде свет распространяется с иной скоростью,, чем в вакууме? Вопрос этот надо уточнить, указав, о какой скорости идет речь. В теории отражения и преломления света основной интерес представляет фазовая скорость, поскольку она определяет показатель преломления среды, а следовательно, и законы отражения и преломления волн на границе раздела сред. Отличие фазовой скорости света в среде от скорости света в вакууме вкратце объясняется тем, что в каждую точку пространства вторичные волны приходят не только от атомов, расположенных вдоль луча, проходящего через рассматриваемую точку, но и от множества других атомов, расположенных в стороне от него.
Более подробное рассмотрение приводится ниже для точечных атомов. В поле световой волны атомы приобретают меняющиеся во времени дипольные моменты и излучают как точечные диполи Герца. Для наших целей достаточно знать поле излучения такого-диполя в волновой зоне. Оно определяется только составляющей
дипольного момента р L, перпендикулярной к направлению излучения. Параллельная составляющая pit в волновой зоне на излучение диполя Герца не влияет. ^
2. Допустим, что в вакууме вдоль оси X распространяется плоская монохроматическая волна Е0е1 (и/ - k»x)r на пути которой перпендикулярно к оси X поставлен бесконечно тонкий плоскопараллельный слой толщины dl, состоящий из точечных неподвижных атомов, равномерно распределенных по объему слоя (рис. 250). Следуя Рэлею, выясним влияние такого слоя на фазу колебаний в какой-то удаленной точке А (х), расположенной впереди слоя. Дипольные моменты атомов слоя, возбужденные падающей волной, можно представить в виде р = р0е{ <ю/ - *•?>, где | — абсцисса слоя. Предположим, что точка А расположена в волновой зоне ближайшего,- а следовательно, и всех остальных диполей слоя. Тогда электрическое поле каждого диполя в точке А будет
OD1 (68.1)
х-?, Л(х)
