ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Распространение электромагнитной волны в оптических средах из "Прикладная физическая оптика " В этой главе взаимодействие излучения с веществом рассматривается с точки зрения условий распространения световой волны в среде. При прохождении потока электромагнитного излучения через газы, жидкие и твердые тела величина потока, длина волны, направление распространения и состояние поляризации могут меняться в той или иной степени в результате перечисленных ниже явлений. [c.45] Эти особенности распространения являются предметом изучения физической и частично геометрической оптики и могут быть проанализированы без привлечения понятий квантовой теории. Исключение составляет случай нелинейной связи между полем и результатом его взаимодействия со средой, т. е. нелинейная оптика, которая имеет практическое значение при больших плотностях потека излучения. В этой главе нелинейные явления будут рассмотрены в самых общих чертах. [c.45] Все перечисленные вопросы рассмотрены в основном в прикладном плане. [c.45] Во введении было отмечено, что световая волна характеризуется амплитудой, фазой и частотой (длиной волны). Поскольку электромагнитная волна имеет векторный характер, то в понятие амплитуды следует ввести понятие поляризации, т. е. зависимости от времени направления электрического и магнитного полей в пространстве. [c.45] Одной из вал нейших характеристик волны в когерентной оптике является ее фаза, которая определяет результат взаимодействия волн друг с другом. [c.47] Первый экспоненциальный множитель, определяющий убывание амплитуды, для интенсивности обычно записывают в виде закона Бугера / = /оехр(—az), где /о — интенсивность волны на входе в слой вещества толщиной 2, а а — коэффициент поглощения, зависящий от длины волны (а = 4лх/Яо). [c.47] Уравнение (2.1.4) есть уравнение эллипса (рис. 2.1.1), вписанного в прямоугольник со сторонами 2А, 28 . Волна, у которой проекция конца электрического вектора описывает эллипс, называется эллиптически поляризованной. У такой волны по мере изменения величины mt — 2nz/K) конец электрического вектора перемещается по эллипсу. Весь эллипс описывается в данной точке г за период колебания электрического вектора Т = 2я/ш. [c.48] Таким образом, световая волна может быть поляризована полностью, частично или совсем неполяризована. Для полностью поляризованной волны необходимо указать параметры эллипса поляризации. Для частично поляризованной волны вводится понятие степени поляризации, которая численно характеризуется отношением интенсивностей поляризованной составляющей к полной интенсивности волны. [c.49] До сих пор рассматривались свойства монохроматических волн бесконечно протяженных во времени и в пространстве. Такая волна имеет вид неограниченной синусоиды, т. е. Е = = о os(o)iф — г/и), где г — путь, пройденный волной в направлении распространения а v — скорость распространения волны в среде. В действительности строго монохроматические волны вводятся в рассмотрение в качестве предельного случая, удобного для выяснения физического смысла явления или проведения тех или иных расчетов. В эксперименте обычно имеют дело с группой волн, обладающих разными частотами со и разными скоростями распространения и. Группой волн называют импульс, спектр которого можно представить как совокупность бесконечного числа синусоид частоты этих синусоид мало отличаются друг от друга и сгруппированы относительно некоторой центральной частоты соо. [c.49] Для облегчения вычислений импульс можно представить в виде двух синусоид, близких по частоте и с одинаковой амплитудой. В большинстве случаев при таком упрощении основные черты явления сохраняются. Остановимся на основных свойствах такой группы волн. Рассмотрим две компоненты с круговыми частотами oi = соо-f Асо/2, сог = соо — Асо/2. [c.49] Соответствующие волновые числа для этих волн будут ki = ko- - Ак/2, k2 = ko — /S.kf2. Напомним, что волновое число связано с круговой частотой соотношением со = vk. [c.49] Распределение энергии по частоте пропорционально квадрату модуля выражения (2.1.6), т. е. [c.50] Вернуться к основной статье