ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА


ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА
ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА

       
явление, заключающееся в том, что при падении света (оптического излучения) из первой среды на границу раздела со второй средой вз-ствие света с в-вом приводит к появлению световой волны, распространяющейся от границы раздела обратно в первую среду. При этом по крайней мере первая среда должна быть прозрачна для падающего и отражаемого излучения. Несамосветящиеся тела становятся видимыми вследствие О. с. от их поверхностей.
Пространств. распределение интенсивности отражённого света определяется отношением размеров неровностей поверхности (границы раздела) к длине волны l падающего излучения. Если неровности малы по сравнению с l, имеет место правильное, или зеркальное, О. с. Когда размеры неровностей соизмеримы с l или превышают её (шероховатые поверхности, матовые поверхности) и расположение неровностей беспорядочно, О. с. диффузно. Возможно также смешанное О. с., при к-ром часть падающего излучения отражается зеркально, а часть — диффузно. Если же неровности с размерами =l и более расположены регулярно, распределение отражённого света имеет особый хар-р, близкий к наблюдаемому при О. с. от дифракционной решётки. О. с. тесно связано с явлениями преломления света (при полной или неполной прозрачности отражающей среды) и поглощения света (при её неполной прозрачности или непрозрачности).
Зеркальное О. с. отличает определ. связь положений падающего и отражённого лучей: 1) отражённый луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль к отражающей поверхности; 2) угол отражения y равен углу падения j (рис. 1).
Интенсивность отражённого света (характеризуемая отражения коэффициентом) зависит от j и поляризации падающего пучка лучей, а также от соотношения преломления показателей n2 и n1 второй и первой сред. Для отражающей среды — диэлектрика эту зависимость количественно выражают Френеля формулы. Из них, в частности, следует, что при падении света по нормали к поверхности коэффициента отражения не зависит от поляризации падающего пучка и равен (n2-n1)2/(n2+n1)2; в очень важном частном случае нормального падения из воздуха или стекла на границу их раздела (nвозд = 1,0; nст=1,5) он составляет »4%.
ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА1
Рис. 1. Зеркальное отражение света: N — нормаль к отражающей поверхности (границе раздела); j — угол падения; y —угол отражения (j=y); Еp , Rp , Es, RS— компоненты амплитуд электрич. вектора падающей и отражённой волн. Стрелками показаны выбранные положительные направления амплитуд колебаний.
Хар-р поляризации отражённого света меняется с изменением j и различен для компонент падающего света, поляризованных параллельно (p-компонента) и перпендикулярно (s-компонента) плоскости падения (рис. 2).
ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА2
Рис. 2. Зависимость от угла падения j коэффициентов отражения rp и rs составляющих падающей волны, поляризованных соотв. параллельно и перпендикулярно плоскости падения. Кривые 1 относятся к случаю n2/n1=1,52 (верхняя шкала j), кривые 2—к случаю na/n1=9 (нижняя шкала j).
При углах j, равных т. н. углу Брюстера (см. БРЮСТЕРА ЗАКОН), отражённый свет становится полностью поляризованным перпендикулярно плоскости падения (р-составляющая падающего света полностью преломляется в отражающую среду). Эту особенность зеркального О. с. используют в ряде поляризационных приборов. При j, больших, чем угол Брюстера, коэфф. отражения от диэлектриков растёт с увеличением j, стремясь в пределе к единице, независимо от поляризации падающего света. При зеркальном О. с., как следует из ф-л Френеля, фаза отражённого света в общем случае скачкообразно изменяется. Если j=0 (свет падает нормально к границе раздела), то при n2>n1 фаза отражённой волны сдвигается на p, при n2< n1 — остаётся неизменной. Сдвиг фазы в случае j?0 может быть различен для р- и s-составляющих падающего света в зависимости от того, больше или меньше j угла Брюстера, а также от соотношения n2 и n1. О. с. от поверхности оптически менее плотной среды (n2энергия падающего пучка лучей возвращается в первую среду. Зеркальное О. с. от поверхностей сильно отражающих сред (напр., металлов) описывается ф-лами, подобными ф-лам Френеля, с тем (весьма существенным) изменением, что n2 становится к о м п л е к с н о й, величиной, мнимая часть к-рой характеризует поглощение падающего света. Поглощение в отражающей среде приводит к отсутствию угла Брюстера и более высоким, чем у диэлектриков, значениям коэфф. отражения — даже при норм. падении он может превышать 90% (именно этим объясняется широкое применение гладких металлич. и металлизированных поверхностей в зеркалах).
Отличаются и поляризационные хар-ки отражённых от поглощающей среды световых волн. Хар-р поляризации отражённого света настолько чувствителен к параметрам отражающей среды, что на этом явлении основаны мн. оптич. методы исследования металлов (см. МЕТАЛЛООПТИКА).
Диффузное О. с.— его рассеивание неровной поверхностью второй среды по всем возможным направлениям. Пространств. распределение отражённого потока излучения и его интенсивность различны в разных конкретных случаях и определяются соотношением между l и размерами неровностей, распределением неровностей по поверхности, условиями освещения, св-вами отражающей среды. Пространств. распределение диффузно отражённого света приближённо описывается Ламберта законом. Диффузное О. с. наблюдается также от сред, внутр. структура к-рых неоднородна, что приводит к рассеянию света в объёме среды и возвращению части его в первую среду. И поглощение и рассеяние света во второй среде могут сильно зависеть от l. Результатом этого явл. изменение с п е к т р а л ь н о г о состава диффузно отражённого света, что (при освещении белым светом) визуально воспринимается как окраска тел.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. . 1983.

ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА

- возникновениевторичных световых волн, распространяющихся от границы раздела двух сред"обратно" в первую среду, из к-рой первоначально падал свет. При этом покрайней мере первая среда должна быть прозрачна для падающего и отражаемогоизлучений. Несамосветящиеся тела становятся видимыми вследствие О. с. отих поверхностей.
Пространств. распределение интенсивностиотражённого света зависит от соотношения между размерами неровностей . поверхности(границы раздела) и длиной волны 15031-26.jpgпадающегоизлучения. Если h15031-27.jpg то О. с. направленное, или зеркальное. Когда размеры неровностей h15031-28.jpg илипревышают её (шероховатые, матовые поверхности) и расположение неровностейстохастическое, О. с. - диффузное. Возможно также смешанное О. с., прик-ром часть падающего излучения отражается зеркально, а часть диффузно. <Если же неровности с размерами 15031-29.jpgрасположены к.-л. регулярным образом, то распределение отражённого светаимеет особый характер, близкий к наблюдаемому при О. с. от дифракц. решётки.

Зеркальное О. с. характеризуетсясвязью положений падающего и отражённого лучей: 1) отражённый, преломлённыйи падающий лучи и нормаль к плоскости падения компланарны; 2) угол паденияравен углу отражения. Совместно с законом прямолинейного распространениясвета эти законы составляют основу геометрической оптики. Для пониманияфиз. особенностей, возникающих при О. с., таких, как изменение амплитуды, <фазы, поляризации света, используется эл.-магн. теория света, в основек-рой лежат ур-ния Максвелла. Они устанавливают связь параметров отражённогосвета с оптич. характеристиками вещества - оптич. постоянными п и 15031-30.jpgсоставляющими комплексного показателя преломления 15031-31.jpg п- отношение скорости в вакууме к фазовой скорости волны в веществе,15031-32.jpg- гл. безразмерный показатель поглощения. Параметры отражённого света могутбыть получены из ур-ния волны, к-рое удовлетворяет решению ур-ний Максвелла:

15031-33.jpg

где Е0 - нач. амплитудаволны, распространяющейся в поглощающей среде,15031-34.jpg- круговая частота,15031-35.jpg- длина волны, z - направление распространения волны, t - время.
Величина 15031-36.jpgсвязана с натуральным показателем поглощения 15031-37.jpgк-рый обычно определяется из традиц. фотометрич. измерений ( см. Бугера- Ламберта - Бера закон). Параметр 15031-38.jpgхарактеризует затухание амплитуды световой волны, к-рая при прохождениирасстояния, равного 15031-39.jpgослабляется в е раз.
Это расстояние может служить мерой глубиныпроникновения света в приграничный слой поглощающего вещества, где происходитформирование отражённой волны. В слабо поглощающем веществе (15031-40.jpg<0,1) свет проникает на глубину порядка 15031-41.jpg,а при сильном поглощении (15031-42.jpg0,1) глубина проникновения намного меньше 15031-43.jpg.При О. с. от границы с сильно поглощающим веществом эл.-магн. волна неможет проникнуть в эту среду на значит. глубину, в результате чего поглощаетсятолько малая часть энергии и на малом участке пути, а большая часть отражается.
При падении световой волны по нормалик идеально плоской поверхности амплитуды отражённой и преломлённой световыхволн могут быть получены из ур-ния волны в предположении непрерывноститангенциальных составляющих электрич. вектора при переходе из одной средыв другую. С учётом оптич. свойств границы раздела сред непосредственнополучают связь между амплитудами волн падающей, отражённой и прошедшей. <При нормальном падении света амплитудный коэф. отражения 15031-44.jpg

где n1 и 15031-45.jpg- показатели преломления граничащих сред.

Энергетич. коэф. отражения, характеризующиймощность отражённой волны R =| r |2, а для границы воздух- среда

15031-46.jpg

Для прозрачных диэлектриков (15031-47.jpg= 0) величина R мала; напр., для границы воздух - стекло (n возд= 1,00; n ст = 1,52) R =0,04. При нормальном падениисвета величина коэф. отражения не зависит от того, из какой среды, первойили второй, свет падает на границу раздела. При прохождении плоской стекляннойпластинки, к-рая имеет две границы, теряется 8% от падающей мощности световогопучка, т. е. коэф. пропускания прозрачной пластинки составляет 0,92. Прираспространении света через систему из т оптич. элементов (пластинок, <призм, линз и т. д.) доля прошедшего света составляет (1 - R)/[1+ ( т + 1)R]. Если показатели преломления двух сред близки( п115031-48.jpgn2), то коэф. О. с. очень мал; напр., для границы стекло- вода ( п воды = 1,33) R =0,004. По данным Рэлея, <для границы стекло - стекло R=4 x 10-5. На практике реализоватьситуацию ni= "2 чрезвычайно трудно из-запереходных поверхностных слоев на границе двух сред.
В далёких УФ- и ИК-областях, в к-рых диэлектрикихарактеризуются сильным поглощением (15031-49.jpgR п изменяются от 0,1 до 10.Вследствие аномальной дисперсии (к-рая всегда есть в области сильного изменения 15031-50.jpg )появляются две характерные точки пересечения кривых дисперсий граничащихсред, для к-рых п 1 = n2, а показатель поглощениядля одной из этих точек 15031-51.jpg< 0,1, а для другой 15031-52.jpg< 0,1): напр., для кварцевого стекла вблизи осн. полосы поглощения 15031-54.jpg= 9 мкм величина R= 0,00006; для 15031-55.jpgR= 0,75. На рис. 1 (вверху) изображены дисперсионные кривые 15031-56.jpgдля двух "первых" оптически прозрачных сред - воздуха (n1B= 1) и алмаза ( п) и для второй среды n2 в окрестности её полосы поглощения 15031-57.jpg.Для воздуха и второй среды при равенстве n15031-58.jpgn2 (точки 1 и 2 )наблюдается минимум в спектре отражения (рис.1, внизу), когда 15031-59.jpg<0,1 на длине волны 15031-60.jpgДля алмаза и второй среды при равенстве nla15031-61.jpg п2 (точки 3 и 4 )минимум в спектре отражения наблюдается надлине волны 15031-62.jpgтоже при малом поглощении (15031-63.jpg< 0,1).
При О. с. происходит сдвиг фаз 15031-64.jpgмежду амплитудами падающей и отражённой волн. Если свет падает по нормалииз воздуха на поверхность прозрачного диэлектрика, величина 15031-65.jpgпри обратном проходе света из диэлектрика в воздух 15031-66.jpg= 0. Если имеется поглощение света, то сдвиг фаз отражённого света принормальном падении из воздуха определяется из выражения

15031-67.jpg
15031-68.jpg

Рис. 1. Вверху: дисперсионные кривые показателяпреломления воздуха, алмаза и среды n2 в окрестностиполосы поглощения 15031-69.jpgВнизу: спектры отражения границы сред n1 и n2;A- алмаз - ионный кристалл,15031-70.jpg60°; B - воздух - ионный кристалл,15031-71.jpg0°.

При слабом поглощении (15031-72.jpg< 0,1) глубина проникновения света в вещество составляет относительнобольшую величину ~15031-73.jpg,поэтому сдвиг фаз для прозрачной и слабо поглощающей сред практически одинаков.
О. с. от прозрачных диэлектриков при наклонномпадении с учётом разделения падающего пучка на две равнозначные компоненты, <у к-рых электрич. вектор Е перпендикулярен (s -компонента)и параллелен ( р -компонента) плоскости падения, описывается Френеляформулами15031-74.jpg15031-75.jpg

где 15031-76.jpgи 15031-77.jpg - углы паденияи преломления соответственно.

Для прозрачных диэлектриков выделяют двахарактерных случая О. с.: отражение от оптически более плот-нон среды (nl<n2,15031-78.jpgи отражение от оптически менее плотной среды ( п 1 > п 2,15031-79.jpg
В случае n1 < n2 компонента Rs= | rs|2 плавно возрастает (рис. 2, а) от значений при 15031-80.jpg= 0 (нормальное падение) до R = 1 при 15031-81.jpg= 90°. Компонента Rp = Rs при нормальном падении, <а с ростом угла падения плавно уменьшается до нуля при т. н. угле Брюстера 15031-82.jpg= arctg(n2/n1);15031-83.jpg= 90°. Свет, отражённый при угле 15031-84.jpgполностью поляризован, что используется в оптич. приборах для полученияи анализа параметров поляризов. света.
При отражении фаза s -компонентыволны меняется на 15031-85.jpgдлявсех значений jот 0 до 90°, а для р-компоненты фаза меняется на 15031-86.jpgдлязначений 15031-87.jpgот0 до 15031-88.jpg,а при 15031-89.jpg15031-90.jpg неменяется. Если падающий свет естественный, то коэф. отражения R =1/2(Rs+ Rp).

15031-91.jpg

Рис. 2. Зависимость энергетических коэффициентовотражения Rs и Rp от угла падения 15031-92.jpgдля прозрачных диэлектриков: а) n1 < п2 (воздух - алмаз); б) п1 > п2 (алмаз- воздух); в) поглощающей среды (платина, п 2 =2,00,15031-93.jpg= 2,03).

При отражении от оптически менее плотнойсреды (nl п2) различают две области:до и после критич. угла 15031-94.jpg=arcsin( п2/n1), к-рый также наз. угломполного внутр. отражения. При углах 15031-95.jpg<15031-96.jpgкоэф. отражения Rs и Rp меняются также, как и для предыдущего случая с заменой 15031-97.jpgи п 115031-98.jpg п2.Т. е. волна, падающая из первой среды на вторую под углом 15031-99.jpgотражается так же, как волна, падающая из второй среды на первую иод углом 15031-100.jpgПри углах 15031-101.jpgпроисходит полное отражение энергии падающего света, т. е. R =1(рис.2,б). В окрестности 15031-102.jpgпроисходит резкое изменение коэф. отражения; так, напр., для границы стекло- воздух при отклонении от j кр на 1' R уменьшается до 0,9; последующее изменение угла на 30' приводитк падению R до 0,25. Высокая чувствительность коэф. отражения вблизи 15031-103.jpgшироко используется в оптич. приборах - рефрактометрах, предназначенныхдля контроля показателя преломления. Вблизи 15031-104.jpgнаходится и угол полной поляризации 15031-105.jpgгде Rp=0. При полном внутр. отражении р- и s- компонентыволны претерпевают скачки фаз 15031-106.jpgи 15031-107.jpg к-рыеопределяются соотношением

15031-108.jpg

При 15031-109.jpg<15031-110.jpgфаза s- и р -компонент не меняется; при 15031-111.jpg15031-112.jpg фаза s -компонентыостаётся без изменения, а р -компоненты меняется на 15031-113.jpgПри 15031-114.jpg сдвигфаз s р -компонент отражённого света различен, в результатечего линейно поляризов. свет после отражения становится эллиптически поляризованным.
О. с. от поглощающих поверхностей принаклонном падении может быть проанализировано с помощью ф-л Френеля приподстановке в них комплексного показателя преломления и учёте Снеллязакона преломления 15031-115.jpgВ результате получаются сложные выражения, связывающие коэф. отражения . иоптич. постоянные п и 15031-116.jpgк-рые для преломлённого луча имеют смысл эфф. величин 15031-117.jpg,15031-118.jpg,т. к. они уже зависят от угла падения, причём угол преломления становитсякомплексным. Происходит это в результате неоднородности волн в сильно поглощающихсредах (таких, как, напр., металлы): плоскости равных фаз и амплитуд несовпадают, амплитуда этих волн меняется вдоль фронта волны, причём плоскостьравных амплитуд параллельна границе отражения. Действит. член 15031-119.jpgуглапреломления определяется как угол между нормалью к отражающей границе инормалью к поверхности равных фаз. При 15031-120.jpg=0 (нормальное падение) значения 15031-121.jpg= п и 15031-122.jpgназ. главными. Главные и эффективные оптич. постоянные связаны соотношениями 15031-123.jpg15031-124.jpg (т. н. инварианты Кеттелера), не зависящими от угла падения. Наиб. сильнозависимость оптич. постоянных от 15031-125.jpgвыражена для металлов с п< 1 (напр., благородные металлы) игораздо слабее для диэлектриков, где и выполняется закон Снелля.
О. с. от поглощающих сред имеет ряд особенностей:отражающая граница вблизи 15031-126.jpgстановится нерезкой; отсутствует угол полной поляризации, хотя р -компонентаимеет минимум (рис. 2, в )при угле, к-рый наз. главным 15031-127.jpgДля гл. угла падения разность фаз между р- и s -компонеитами 15031-128.jpgСкачки фаз при отражении, различные для р- и s -компонент, <приводят к тому, что линейно поляризов. свет после отражения становитсяэллиптически поляризованным.
Особенности разл. параметров отражённогосвета лежат в основе целого ряда методов исследования оптич. постоянныхпрозрачных и поглощающих конденсиров. сред (включая и тонкие плёнки). Ктаким методам относятся рефрактометрия, фотометрия, эллипсометрия, нарушенноеполное внутреннее отражение. Общее аналитич. решение, позволяющее находитьобе оптич. постоянные по измеренным Rs и Rp или 15031-129.jpgи 15031-130.jpg,довольно громоздко и требует по крайней мере двух независимых измерений, <напр. коэф. отражения при двух углах 15031-131.jpgОднако, если проводить измерения в широкой области частот 15031-132.jpgто можно измерять R только при одном угле падения; затем с помощью Крамерса- Кронига соотношений по спектру 15031-133.jpgнаходят фазу отражённой волны 15031-134.jpgили 15031-135.jpgа далее по ф-лам Френеля для амплитудных коэф. отражения 15031-136.jpgили 15031-139.jpgопределяют 15031-137.jpgи 15031-138.jpg
Рассмотренный выше подход, базирующийсяна ур-ниях Максвелла, позволяет описывать особенности О. с. на феноменологич. <уровне. Не вскрывая механизма взаимосвязи оптич. свойств вещества с егоатомным строением, он устанавливает соотношение между макрохарактеристиками- оптич. постоянными среды п,15031-140.jpg и её электрич. параметрами - диэлектрич. проницаемостью eи электропроводностью 15031-141.jpg

15031-142.jpg15031-143.jpg

Взаимосвязь макро- и микропараметров средыбыла обоснована микроскопич. электронной теорией X. А. Лоренца (1880),рассматривающей электрон (атом) как осциллятор, а среду как набор частиц-осцилляторов. <Падающая световая волна вызывает колебания в частицах, в результате чегоони излучают волны, когерентные с падающей. Вторичная волна одного атомадействует на др. атомы и вызывает их дополнит. излучение; интерференциявсех этих волн с падающей объясняет все явления отражения и преломления. <Если расстояние между частицами 15031-144.jpg (что справедливо для оптич. диапазона) и если плотность частиц одинаковаво всём объёме среды, то расчёт по молекулярной теории приводит к тем жевыводам, что и феноменелогич. теория. Именно в "среде" вторичные волны"гасят" падающую и создают преломлённую; вне "среды" интерференция вторичныхволн приводит к образованию отражённой волны с амплитудой, описываемойф-лами Френеля. Если расстояние между частицами сравнимо с 15031-145.jpg (в рентг. области), то фсноменологич. теория неправомерна, необходим другойподход (см. Дифракция рентгеновских лучей). Тепловое движениечастиц нарушает постоянство их плотности и приводит к новому явлению -молекулярному рассеянию света.

15031-146.jpg

Рис. 3. Спектры коэффициентов отражениядиэлектрика (15031-147.jpg -кварц),металла (Аu) и монокристаллического графита.

В поглощающих средах (хорошо проводящихметаллах) падающая волна поглощается практически полностью с тонком ( ~10нм) слое; энергия её превращается в энергию движения электронной плазмы. <Движущиеся электроны излучают, в результате чего формируется отражённаяволна, уносящая до 99% энергии (подробнее см. Металлооптика).
Спектры отражения в УФ-, видимой и ИК-областяхтипичного представителя металлов (Аu) и диэлектриков ('15031-148.jpg -кварц)представлены на рис. 3. Хорошо виден общий резонансный характер О. с. вУФ-области у 15031-149.jpg -кварца и золота, тогда как в ИК-области обнаруживаются качеств. различия:у 15031-150.jpg -кварцаno-прежпему ярко выражена резонансная структура полос в спектре О. с.,а у золота - неселективиое отражение, характерное для свободных носителейэлектрич. заряда. В промежуточной - видимой области в спектре О. с. золотас ростом 15031-151.jpgпроисходит быстрое нарастание коэф. отражения. Спектр О. с. полуметалла(графит) в УФ-области имеет те же общие черты, а в ИК-области носит промежуточныйхарактер, приближаясь с ростом 15031-152.jpgк спектру мeталлов. Резонансные колебания кристаллич. решётки графита выраженыв спектре О. с. в виде весьма слабых полос на фоне интенсивного неселективногоотражения, обусловленного свободными носителями.
При рассмотренном выше О. с. предполагалосьналичие идеально гладкой плоской отражающей границы. Реальная поверхностьимеет микронеровности конечной высоты, трещины, адсорбиров. воду и т. п. <Для точного измерения параметров отражённого света, на к-рые влияют тончайшиеповерхностные слои, необходимы исключительно тщательная хим. очистка поверхностии устранение дефектов и нарушений структуры, вызванных обработкой. Наличиемикрорельефа приводит к нерегулярному рассеянию света по разным направлениям, <причём для высококачеств. полировки потери на рассеяние могут составлять~ 2 х 10-5 от мощности падающего света. Если высота микронеровностей h15031-153.jpg15031-154.jpg то отражение диффузное; при h15031-155.jpg отражение зеркальное. Коэф. зеркального О. с. от поверхности при нормальномпадении в хорошем приближении описывается ф-лой 15031-156.jpgгде R0 - отражение идеально гладкой поверхности. Металлич. <зеркало, у к-рого потери на диффузное отражение составляют не более 0,1%,должно иметь h15031-157.jpg ввидимом диапазоне. При наклонном падении и при переходе в ИК-область требованияк качеству полировки снижаются.
Диффузное О. с. представляет собой рассеиваниесвета во всевозможных направлениях телом, к-рое имеет шероховатую поверхностьлибо обладает внутр. неоднородной структурой, ведущей к рассеянию светав его объёме. О. с. от шероховатой поверхности, представляющей собой совокупностьразличным образом ориентированных площадок с размерами 15031-158.jpgсводится к отражению света этими площадками в соответствии с ф-лами Френеля;угл. распределение яркости и поляризации диффузно отражённого света целикомопределяется характером стохастич. распределения площадок по ориентациям.
Если О. с. обусловлено рассеянием на неоднородно-стяхвнутр. структуры самого тела (порошки, эмульсии, облака и т. п.), то явлениеносит объёмный характер и его закономерности определяются эффектами многократногорассеяния света, проникшего в тело. В этом случае даже слабое поглощениевнутри тела приводит к резкому ослаблению многократно рассеянного светаи уменьшению отражат. способности. Для очень тонких или сильно поглощающихсред существенно только однократное рассеяние, bвследствие чего отражат. способность пропори,.15031-159.jpg15031-160.jpg- объёмные коэф. рассеяния и поглощения). Т. к.15031-161.jpgи 15031-162.jpg зависятот степени дисперсности рассеивающего вещества, то и отражат. способностьзависит от дисперсности: увеличивается по мере измельчения рассеивающихчастиц. Поляризация отражённого света также зависит от величины 15031-163.jpgУгл. распределение отражённого света определяется видом матрицы рассеянияи меняется с изменением 15031-164.jpgи оптич. толщины слоя.
Для поверхностей, равномерно рассеивающихсвет, часто пользуются (напр., при светотехн. расчётах) Ламберта законом, согласнок-рому яркость диффузио отражающего тела пропорц. его освещённости и независит от направления, в к-ром она рассматривается. Однако закон этотвыполняется очень приближённо, лишь для тел с высокой отражат. способностьюи под углами наблюдения < 60°.

О. с. от нелинейных сред. При большихмощностях световых (лазерных) полей (108 - 1010 Вт/см 2 )обнаруживается нелинейность среды, к-рая может сказаться на О. с. Так, <напр.. при отражении от нелинейной среды (монокристалл CaAs) может возникать2-я гармоника, если среда прозрачна для осн. частоты, но поглощает гармонику. <При падении на нелинейную среду двух волн с частотами 15031-165.jpgи 15031-166.jpg возникаетотражённая волна на суммарной частоте 15031-167.jpg (кроме обычных отражённых волн 15031-168.jpgи 15031-169.jpg).Интенсивность гармоники в отражённом свете имеет заметную величину присоблюдении фазового синхронизма. Необходимые условия синхронизмамогут осуществляться разными способами. Напр., при отражении от кристаллаподбирают условия (выбором ориентации осей), когда осн. волна - обыкновенная, <а 2-я гармоника - необыкновенная; тогда в нек-ром направлении скоростьгармоники необыкновенной волны равна скорости основной обыкновенной. Благоприятныеусловия для синхронизма получаются при полном внутр. отражении, когда направлениесогласования фаз в кристалле лежит в отражающей плоскости, а угол падениясоответствует 15031-170.jpgдля 2-й гармоники. При отражении мощной падающей волны наблюдается рядпараметрич. эффектов, связанных с оптич. Керра эффектом, с электрострикцией, слокальными нагревами и т. п. и приводящих к отступлению от ф-л Френеля(см. Нелинейная оптика).
Все несветящиеся предметы видны благодарядиффузному О. с. Если поверхность отражает зеркально, то видна не самаграница раздела, а изображения предметов, полученные при отражении от этойповерхности. О. с. может оказывать и вредное воздействие, приводя, напр.,к появлению "бликов", уменьшению яркости и контрастности изображения. Вэтих случаях стараются уменьшить О. с., нанося на поверхность оптич. деталейспец. тонкие слои (см. Просветление оптики).
О. с. широко используется для определенияоптич. характеристик вещества, выяснения его структуры, свойств, особеннов тех случаях, когда исследования на пропускание трудны или невозможны;в спектральном анализе, напр. в методе нарушенного полного внутр. отражения, <к-рый даёт информацию о структуре поверхностных слоев, что важно для теорииадсорбции, поверхностных и граничных явлений, катализа и т. п.

Лит.: Соколов А. В., Оптическиесвойства металлов, М., 1961; Борн М., Вольф Э .. Основы оптики, пер. <с англ., 2 изд., М., 1973; Кизель В. А., Отражение света, М., 1973; ЗолотаревВ. М., Морозов В. Н., Смирнова Е. В.. Оптические постоянные природных итехнических сред. Справочник, Л., 1984.

В. М. Золотарёв.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия. . 1988.


.

Смотреть что такое "ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА" в других словарях:

  • ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА — возвращение световой волны при ее падении на поверхность раздела двух сред с различными показателями преломления обратно в первую среду. Различают отражение света зеркальное (размеры l неровностей на поверхности раздела меньше длины световой… …   Большой Энциклопедический словарь

  • ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА — ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА, возвращение части светового пучка, падающего на границу раздела двух сред, обратно в первую среду. Различают зеркальное отражение света (размеры L неровностей на поверхности раздела меньше длины световой волны l) и диффузное (L?… …   Современная энциклопедия

  • Отражение света — ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА, возвращение части светового пучка, падающего на границу раздела двух сред, “обратно” в первую среду. Различают зеркальное отражение света (размеры L неровностей на поверхности раздела меньше длины световой волны l) и диффузное (L …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

  • отражение света — Явление, состоящее в том, что свет, падающий на поверхность раздела двух сред с различными коэффициентами преломления, частично или полностью возвращается в среду, из которой он падает. [Сборник рекомендуемых терминов. Выпуск 79. Физическая… …   Справочник технического переводчика

  • Отражение света — Отражение Отражение моста в Центральном канале, г. Индианаполис Отражение в трёх сферах Отражение  физический процесс взаимодействия волн или частиц с поверхностью, изменение направления волнового фронта на границе двух сред с разными оптическими …   Википедия

  • Отражение света —         явление, заключающееся в том, что при падении света (оптического излучения (См. Оптическое излучение)) из одной среды на границу её раздела со 2 й средой взаимодействие света с веществом приводит к появлению световой волны,… …   Большая советская энциклопедия

  • отражение света — возвращение световой волны при её падении на поверхность раздела двух сред с различными показателями преломления «обратно» в первую среду. Различают отражения света зеркальное (размеры l неровностей на поверхности раздела меньше длины световой… …   Энциклопедический словарь

  • отражение света — šviesos atspindys statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. light reflection vok. Reflexion des Lichtes, f rus. отражение света, n pranc. réflexion de la lumière, f …   Fizikos terminų žodynas

  • отражение света — ▲ отражение (от чего) ↑ свет отсвет. отсвечивать. альбедо. альбедометр. ↓ рефлектор. рефлектометр. металлооптика …   Идеографический словарь русского языка

  • ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА — возвращение световой волны при её падении на границу раздела двух сред с разл. показателями преломления обратно в первую среду. Если неровности поверхности раздела малы по сравнению с длиной волны X падающего света, то наблюдается зеркальное О. с …   Большой энциклопедический политехнический словарь

Книги

Другие книги по запросу «ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА» >>


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»

We are using cookies for the best presentation of our site. Continuing to use this site, you agree with this.