ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Механизм отражения, преломления и дисперсии электромагнитных волн из "Колебания и волны Введение в акустику, радиофизику и оптику Изд.2 " посылаемая источником света, — назовем ее первичной волной — вызывает, попадая на какое-нибудь тело, вынужденные колебания содержащихся в нем электронов. Эти электроны, колеблясь, становятся источниками новых световых волн—мы будем называть их вторичными вол-намп. Внутри и вне рассматриваемого тела имеет место суперпозиция первичной и вторичной световых волн. [c.333] Важно подчеркнуть, что все многообразие картин, которое мы воспринимаем нашими глазами, все видимые нами окраски и очертания предметов охватываются (если говорить о физической—не о физиологической—стороне процессов) следующей единой схемой эйектроны светящихся тел (прежде всего. Солнца) испускают первичные электромагнитные волны под действием этих волн электроны остальных тел испускают вторичные электромагнитные волны на сетчатке глаза происходит супертюзиция первичных и вторичных волн. [c.333] Далее следует конкретный разбор образования отраженной и преломленной волны. Для простоты считается, что свет падает на пластинку нормально. [c.334] Размер атомов порядка 10 см. Расстояния между соседними атомами в твердом теле того же порядка. Длина волны видимого света превосходит эти величины в тысячи раз (для зеленого света X = 5-10 см). [c.334] Если —число рассеивающих электронов на единицу объема, число их в параллелепипеде AxAyrj равно N Ах Ауй, и согласно только что сказанному для о , можно считать при сложении приходящих от них вторичных волн, что все они находятся в плоскости Z — 0. [c.334] Таким образом, рассматривая отраженную волну как результат суперпозиции вторичных волн, идущих по всей толще пластинки, мы пришли к такому же результату, как при феноменологическом рассмотрении, когда отраженная волна рассматривалась как суперпозиция двух волн, образующихся на границах раздела. [c.337] Легко дать наглядное толкование полученного результата, построив векторную диаграмму интеграла, входящего в (8.89). [c.338] Результирующая отраженная волна имеет амплитуду, равную радиусу первого полувитка, т. е. [c.338] С изменением частоты света (о поляризуемость изменяется, а следовательно, согласно (8.82) изменяется также показатель преломления это и есть явление дисперсии. [c.339] Построим на основании (8.82), (8.94) кривую зависимости п от частоты (рис. 325). Пока (о п растет с ростом о). При (о ц)(, имеется область отрицательных п, не имеющая непосредственного физического смысла. Мы скажем о ней несколько слов ниже. Затем п становится снова положительным и растет с ростом (о, но при этом п 1, так как р 0. Здесь волна, выходящая из пластинки, опережает по фазе волну, идущую мимо пластинки, фазовая скорость в пластинке больше с. [c.339] Физический смысл этого результата очевиден при (о электроны колеблются в фазе с внешней силой (р 0) (ср. рис. 97, б) и результирующая вторичная волна отстает по фазе на тс/2 от первичной волны. После перехода через резонанс (о электроны колеблются в противофазе по отношению к внешней силе (ср. рис. 97, б), амплитуда результирующей вторичной волны (8.77) меняет знак эта волна опережает по фазе на %/2 первичную волну. [c.339] При (О ц)о имеем приближенно п=1, преломление отсутствует. Это соответствует рентгеновскому излучению, которое почти не преломляется веществом. Но здесь уже нельзя считать расстояния между соседними атомами малыми, по сравнению с X (ср. 10). [c.339] Все наше рассмотрение теряет смысл вблизи резонанса, так как здесь 1) вследствие большой амплитуды излучаемой каждым электроном вторичной волны нельзя пренебрегать, как мы это делали, взаимодействием между отдельными электронами, 2) существенную роль начинает играть (как всегда вблизи резонанса) затухание осцилляторов (вследствие излучения, соударений, ср. гл. X), не позволяющее амплитуде неогра-ниченно возрастать при ш (о . [c.339] Не приводя полного разбора задачи о явлениях вблизи резонанса, укажем основной результат (рис. 326) вблизи резонанса имеет место сильное- поглош ение (кривая б) и уменьшение показателя преломления с ростом частоты (с уменьшением X) (кривая а) последнее явление называется аномальной дисперсией. Результат, показанный на рис. 326, находится в полном согласии с опытом. Особенно наглядно это показывают опыты Д. С. Рождественского, в которых получаются искривленные интерференционные полосы, вычерчиваюш ие в определенном масштабе зависимость величины п— 1) от частоты света. Опыты Рождественского подробно описываются в курсах оптики. На рис. 327 показана полученная при этих опытах картина дисперсии в парах натрия. Она сложнее, чем та, которая соответствовала бы рис. 325. Пары натрия имеют два близких резонанса при Х = 5895,930 А, Х = 5889, 963 А (желтый свет) 1 А (1 ангстрем) = 10 см. [c.340] Фазовая скорость радиоволн ионосфере больше скорости света в пусто- Рис. 327. те. Она убывает с ростом о и при О) — оо стремится к с. [c.340] Одна из картин, полученных методом Д. С. Рождественского. [c.340] В случае, когда 0 (оптический случай), соотношение между и и 7 носит более сложный характер. [c.341] Вернуться к основной статье