ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Граничные условия. Соотношения между амплитудами волн. Коэффициент отражения. Связь между отражательной и поглощательной способностями Задачи из "Оптика " Описывается микроскопический механизм возникновения дисперсии и ее проявления. Изучается распространение импульсов в диспергирующей среде. [c.88] Соответственно изменяется и выражение для волнового вектора. [c.88] Дисперсия. В диэлектрике скорость электромагнитных волн зависит от частоты. Это явление называется дисперсией. Влияние дисперсии проявляется лишь в распространении немонохроматических волн, поскольку различные частоты, составляюшие волну, распространяются с различной скоростью. [c.89] Графическая зависимость л от чдстоты со называется дисперсионной кривой (рис. 56). Если коэф( )Ициент преломления растет с частотой, то дисперсия назьшается нормальной. На рисунке изображены участки дисперсионной кривой, соответствующие нормальной дисперсии. Мо но сказать, что нормальная дисперсия наблюдается во всей прозрачной области. [c.90] Следовательно, для коротковолнового излучения диэлектрик является оптически менее плотной средой, чем вакуум. В частности, в этом случае от поверхности диэлектрика может наблюдаться полное отражение (см. 17), как, например, при рентгеновском излучении. Из (15.26) видно, что при очень больших частотах характер связи электронов в атомах не играет роли, а показатель преломления зависит лишь от общего числа колеблющихся электронов в единице объема. [c.91] Дисперсионная кривая вблизи резонансной частоты со= представлена на рис. 57. Вблизи резонансной частоты показатель преломления с увеличением частоты уменьшается. Это явление называется аномальной дисперсией. [c.91] Дисперсия возникает в результате интерференции первичной и вторичной волн. Поэтому передний фронт светового импульса распространяется в среде со скоростью света в вакууме, поскольку вторичные волны не могут его догнать. Эта часть - импульса прибывает первой. [c.93] Ее амплитуда мала. Затем прибывает вторая часть импульса, имеющая более значительную амплитуду и продолжительность. Затем прибывает основной сигнал. Ясно, что скорость сигнала не является точно определенным понятием, поскольку за сигнал можно было бы принять часть импульса, прибывающей в точку приема первой. Обычно, говоря о скорости сигнала, имеют в виду групповую скорость на частоте, соответствующей максимальной амплитуде в сигнале. Однако при достаточной чувствительности детектора за скорость сигнала можно было бы принять скорость предшественников основного сигнала. В этом случае скорость сигнала может быть сколь угодно близкой к скорости света в вакууме, хотя сигнал и распространяется в среде. [c.93] Для прозрачных тел типа стекол (ил 1,5- 2) в световом диапазоне длина замещения L яь я (2ч-1) 10 м, а для воздуха и газов L 0,5 мм. В межзвездной среде значение (и — 1) чрезвычайно мало и поэтому длина замещения значительна. Расчеты пoкaзывaюf, что длина замещения для света в межзвездной среде составляет примерно два световых года. [c.93] Диспераш света в межзвездном пространстве. Дисперсия света в межзвездной среде чрезвычайно мала. Верхний предел дисперсии можно оценить из наблюдений пульсаров. У пульсаров периодически изменяется яркость свечения, причем периоды пульсаций составляют в рйде случаев тысячные доли секунды. При наличии дисперсии волны различных длин имеют различное время распространения от момента излучения до наблюдателя. Поэтому одновременно наблюдаются волны различной частоты, излученные пульсаром в различные моменты времени. [c.93] Это означает, что при наличии дисперсии кривая изменения суммарной яркости должна сма-шться . Отсутствие такого смазывания позволяет оценить верхний предел дисперсии. [c.93] Законы отражения и преломления получаются как следствие граничных условгш (16.1) для векторов (16.2) и соответствующих векторов магнитного поля. [c.95] Из (16.12) следует, что sin 0 д = sin 0,, , т. е. [c.96] Показатель преломления зависит от длины волны й от температуры, а для газов — и от давления. Например, показатель преломления воды при 20°С для длин волн 678,0 589,3 480,0 и 404,7 нм равен соответственно 1,3308 1,3330 1,3374 и 1,3428. Если нет необходимости учитывать показатель преломления с большой точностью, то можно для света принять п — = 1,33. Показатель преломления газов при нормальных условиях отличается от единицы на 10 или 10 . Например, при 0°С и атмосферном давлении у азота и = 1,000297, у кислорода = 1,000272, у воздуха =1,000292. Обычно для воздуха принимается = 1,0003. У стекол марки флинт показатель преломления заключен между 1,6 и 1.,9 у стекол марки крон — между 1,5 и 1,6, у алмаза пбказатель преломления равен 2,4. [c.97] При углах падения, больших 0 рея, уравнение (16.14) не имеет решения в области действительных значений угла преломления 0 р. Поэтому возникающую при этом ситуацию нельзя изобразить аналогично тому, как это сделано на рис. 58 и 59. Этот случай требует особого рассмотрения (см. 17). [c.97] Вернуться к основной статье