14) formula Fresnel

În figură sunt prezentate și desemnate prin pictograme care constituie vectori ai câmpului electric al undei incidente, unda reflectată, unda refractată corespunzătoare.

Valorile relative ale acestor cantități rezultă din condițiile limită impuse câmpului electric și magnetic al undei de lumină. Formulele referitoare componentele vectorilor au fost mai întâi obținut prin A. Fresnel și sunt Fresnel nazvanieformul:

Aceste formule permit calcularea gradului de polarizare (20.3.1) reflectată și incident de val la un unghi arbitrar de incidență.

15) Legea Brewster

Să presupunem că unghiul de incidență i este astfel încât fasciculul reflectat este perpendicular pe refracting t.e.r = π / 2 - IBR. Această condiție se numește starea lui Brewster (a se vedea figura de mai jos.), Și unghiul - unghiul -iBr Brewster.

Folosind legea refracției

Obținem o formulă determinarea unghiului Brewster:

.

Atunci când condiția Brewster i + r = π / 2. apoi din formulele Fresnel pentru a obține

Astfel, în cazul în care starea Brewster, lumina reflectată va fi complet polarizată în planul perpendicular pe planul de incidență.

Această afirmație este cunoscută sub numele de legea lui Brewster.

legea lui Brewster este o explicație simplă. Valul de lumină reflectată apare datorită electronilor medii a emisiilor care au suferit oscilație forțată prin acțiunea vectorului undei refractate. Aceasta radiatie este direcțională (16.4.2.3): intensitatea este zero în direcția fluctuațiilor de sarcină. Trimite la unghiul Brewster la interfața val plan polarizate cu un vector situată în planul de incidență.

Figura prezintă modelul de radiație, vectorul excitat. Zero puțin această diagramă, atunci când starea Brewster coincide cu direcția fasciculului reflectat.

Dacă vectorul undei incidente plan perpendicular inainte de incidență (prezentată mai jos), direcția de oscilație a electronilor va fi perpendiculară pe planul. Apoi, modelul de radiație vor fi dislocate la nivelul lor maxim în direcția fasciculului reflectat (prezentat mai jos). Să ne amintim că forma spațială a diagramei este similar cu o gogoasa fara gaura (16.4.2.3).

Absorbția luminii, reducând intensivnostiopticheskogo radiație (lumina) care trece prin mediul fizic, datorită interacțiunii sale cu mediul de proces. Energia luminoasă la AP cu. Acesta ajunge în mediu diverse forme interne de energie; ea poate fi complet sau parțial reemit la frecvențe medii, altele decât frecvența de radiații absorbite.

Legea fundamentală, care descrie un PA. - legea Bouger care leagă intensivnostiI lumina care trece mediu strat tolschinoyl. și sursa de lumină potokaI0. OTI Independent, I0 și l koeffitsientk indicator nazyvaetsyapogloscheniya (PP spectroscopie - coeficient de absorbție); Ca o regulă, este diferit pentru diferite lungimi de undă sveta. Această lege este de a experimenta în 1729 P.Buger. In 1760 I.Lambert dedus teoretic este ipoteze foarte simple de reducere a faptului că, în timpul trecerii intensității luminii stratului de substanță scade proporțional, care depinde numai de PP și grosimea stratului de t. E.dl / l = -kdl (diferențial, echivalentă cu prima înregistrare legea lui Bouger). Sensul fizic al legii este că PP nu depinde OTI și l (a fost testat experimental cu S. I.Vavilovym izmeneniemI

16) difuziunea luminii

Faptul că fasciculul de lumină este o undă electromagnetică (de fapt, un set de valuri), un câmp electric care se schimbă periodic - pendulează - și forțele vibrează cu aceeași frecvență, norul de electroni din jurul atomului. Dar, în timp ce electronii oscilante devin ele însele sursă secundară de unde electromagnetice.

Imaginea clasică a difuziei luminii

Un fenomen similar se poate observa pe suprafața apei atunci când un incident de undă de la o distanță de pe float provoacă să fluctueze în sus și în jos, iar flotorul în sine începe să „radieze“ cercuri divergente.

Amplitudinea undelor emise de un electron în mișcare este proporțională cu accelerația acestuia - este mai clară schimbările de viteză de încărcare, cu atât mai greu este să rămână lângă el conectat cu acesta „propriul“ câmp electromagnetic. După fiecare câmp are o energie și, prin urmare, masa inerțială și, prin urmare, nu poate ține pasul cu fluctuante rapid electronului de undă a luminii incidente a întrerupe. Aceasta este radiatia undelor secundare, sau lumina difuză. Intensitatea ei este mai mare, norul de electroni variază rapid, adică crește imprastiere cu frecvența luminii incidente, sau echivalent, scade odată cu creșterea lungimii de undă (lungimea de undă este invers proporțională cu frecvența). Acesta este motivul pentru care razele albastre sunt împrăștiate și roșu mai puternic - lungimile de undă lor sunt, respectiv, de 0,45 microni și 0,7 microni.

Rays, valuri, „scuturarea“ electroni - toate atributele teoriei clasice. Din păcate, în ciuda noaște astfel de imagini, limbajul clasic nu a fost întotdeauna convenabil pentru descrierea precisă a difuzia luminii de, și așa mai departe fizicienii preferă să vorbească despre acest fenomen în termenii teoriei cuantice. Din punct cuantic de vedere, împrăștierea Rayleigh are loc în două etape: în primul rând, electronul atomic absoarbe fotonii incidente de lumină - un foton si un scurt timp la un nivel temporar, intermediar de energie (în mecanica cuantică se numește virtuală, de la cuvântul latin virtualis - capabil, demn), și Acesta este apoi a revenit din nou prin emiterea unui foton de aceeași frecvență de energie, dar cu un alt - probabilistic aleatoare - direcția de propagare.

model cuantic al difuziei luminii

Electronii din atomii nu sunt legați, și liber - de exemplu, în plasma - se deschid larg, de asemenea, lumina și împrăștie-l în lateral. În special, din cauza acestui efect, putem vedea strălucirea coroanei solare, și, prin urmare, pentru a obține informații despre stratosferă Soare. In laboratoarele terestre Rayleigh este un instrument fiabil pentru studierea dimensiunile și vitezele moleculelor, în special cu laser de sondare a atmosferei.

Astfel, împrăștierea luminii datorită electronilor atomice forțată oscilații ale câmpului de undă a luminii incidente.