ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Исследование преломленной волны из "Оптика " Для преломленной волны дело обстоит значительно сложнее. Как мы видели, закон преломления не дает в данном случае ответа на вопрос о направлении распространения преломленной волны, п поэтому нельзя говорить о преломленной волне в обычном смысле слова. Однако электрическое и магнитное поля волны не обрываются на границе раздела, а существуют и во второй среде. [c.486] Исследование этих полей показывает, что по мере углубления во вторую среду они быстро убывают по экспоненциальному закону, и на глубине, сравнимой с длиной волны, амплитуды полей уменьшаются в несколько раз. Такое их ослабление происходит не вследствие поглощения света, ибо мы предполагаем обе среды вполне прозрачными, в соответствии с чем вся падающая энергия полностью отражается, возвращаясь в первую среду. [c.486] Подробное теоретическое исследование этого вопроса, выполненное А. А. Эйхенвальдом на основе электромагнитной теории света, дало ясную картину движения энергии при явлении полного внутреннего отражения. [c.487] Как показали эти исследования, движение энергии на границе двух сред происходит таким образом, что в среднем поток энергии, проникающий из первой среды во вторую, равен обратному потоку, причем места входа и выхода прямого и обратного потоков несколько смещены друг относительно друга вдоль границы раздела. В результате имеется движение энергии вдоль границы раздела с выходом обратно в первую среду ). Во второй среде сколько-нибудь заметное поле захватывает лишь тонкий слой с толщиной, сравнимой с длиной световой волны и зависящей от угла падения ср и показателя преломления п. [c.487] Процесс захода волны во вторую среду можно наблюдать экспериментально. Толщина такого освещенного слоя тем больше, чем больше длина волны, и поэтому изучение его легче удается с длинными электромагнитными волнами. Так, Шеффер и Гросс, применяя электромагнитные волны с = 15 см, наблюдали их полное внутреннее отражение при помощи парафиновой призмы. Они могли убедиться в существовании волнового поля и во второй среде (воздух), помещая воспринимающий прибор (детектор) достаточно близко к поверхности парафина. Квинке осуществил опыт со световыми волнами, основанный на описанном явлении, пользуясь следующим приемом. Так как световое поле во второй среде может достигать заметных размеров на расстояниях, меньших длины световой волны, то, делая прослойку этой второй среды (воздух) тоньше X, мы заставим световое поле проникнуть при значительных еще амплитудах во второй слой стекла, где оно будет распространяться дальше по обычным законам и может быть исследовано, как обычно. [c.487] Другой, более простой и интересный метод исследования волны во второй среде был предложен Л. И. Мандельштамом и Зелени. Явление наблюдается на границе между стеклом и жидкостью, в которой растворено некоторое количество флуоресцирующего веш,ества. Волна, заходящая во вторую среду, в тонком слое (меньше X) будет иметь еще значительную интенсивность и вызовет в нем заметную флуоресценцию. Наблюдение флуоресцирующего слоя и является методом исследования интересующего нас явления. [c.488] Схема опыта Мандельштама — Зелени. Fl, Fa — скрещенные светофильтры. [c.488] Схема опыта ясна из рис. 24.7. Пучок параллельных лучей падает на границу раздела стекло — флуоресцеин под углом, большим предельного, и испытывает полное внутреннее отражение. Весь отраженный свет концентрируется в направлении МС, N0. Однако зеленоватый свет флуоресценции в слое жидкости, прилегающем к участку призмы ММ, виден и по иным направлениям, что служит доказательством флуоресценции тонкого слоя жидкости под действием зашедшей туда волны. Явление выступает еще отчетливее, если использовать два скрещенных фильтра и выбранных так, что через их последовательность свет от источника не проходит. Но свет, прошедший через р1, способен вызвать флуоресценцию с другим спектральным составом, чем возбудивший ее свет (закон Стокса, см. 216). Этот измененный свет пропускается вторым фильтром р2- Таким образом, скрещенные фильтры задерживают полностью свет от источника, но свет флуоресценции, возбужденный волной, зашедшей во вторую среду, явственно виден. [c.488] Вернуться к основной статье