ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Размеры области формирования отраженного пучка из "Отражение света " Для учета квантовых эффектов взаимодействия — поглощения и испускания фононов, соударений и, наконец, внутреннего или внешнего фотоэффекта или фотоэлектрического поглощения — требуются уже конкретные модели. Поэтому вычисление п и и, если эти параметры и сохраняют смысл, вообще говоря, представляет собой задачу микроскопической теории строения рассматриваемой конкретной среды в общем виде, подобно тому как это сделано в 10 и И, дать решение затруднительно. [c.131] Далее необходимо учесть следующее. Уже в макроскопической теории рассхмотренное приближение двух идеально однородных сред и геометрической плоскости раздела оказывается непригодным необходимо учитывать переходный поверхностный слой. Характеристику вещества в объеме можно получить лишь на основании независимых экспериментов иного рода или теоретических соображений, связывающих свойства поверхности с объемными. Это обстоятельство следует отчетливо иметь в виду, особенно для металлов. При этом часто бывает неприемлемо приближение локальной теории и необходимо учитывать пространственную дисперсию в поверхностном слое. [c.131] По этим причиназм микромеханизм отражения от сильно поглощающих сред рассматривается в другом месте (см. 27 и 28). [c.131] При рассмотрении микроскопического механизма явления отражения возникает ряд вопросов, на которые полученные формулы ответа не дают. Мы указали в 10, основываясь на математической методике вычислений, что отраженные волны формируются приповерхностными слоями. Однако остаются неясными размеры той области, в которой формируется отраженная волна. [c.131] Для упрощения рассмотрим случай, когда- среда / представляет собой вакуум. [c.132] Расчеты, приведенные в 10, очевидно, определяют поле на расстояниях / от поверхности, значительных по сравнению с микроскопически характерным для среды размером — размером молекул или расстоянием между ними й эти расстояния, вообще говоря, зависят от угла падения пучка и от конфигурации пОля ( 4). По-види-мому, граница пригодности формул лежит значительно ближе к поверхности — на расстоянии порядка нескольких й. [c.132] Б отношении области формирования можно сказать следующее. Для прозрачных сред верхний предел этой области определяется длиной когерентности, т. е. тем расстоянием, на котором вторичное излучение частиц среды, приходящее к поверхности, еще когерентно, с падающей волной. В рассмотренном выше приближении невзаимодействующих частиц и слабого поля излучения длина когерентности определяется свойствами падающего света (в этом приближении даже многократное рассеяние когерентно [54] если частицы взаимодействуют, это не так, — см., например, [55—57]). [c.132] С другой стороны, согласно данным по поверхностным слоям ( 24), первые 1—8 молекулярных слоев вносят лищь незначительный вклад в структуру отраженной волны, т. е. весь формирующий слой много толще, а толщина этих слоев —лишь нижний предел I. [c.133] Для сильно поглощающих сред верхний предел определяется другим фактором — глубиной проникновения, например, для металла — долями X. Здесь, однако, следует иметь в виду два соображения. С одной стороны, при наличии нелокальных связей (пространственной дисперсии), что часто имеет место для наиболее сильно поглощающих сред, например, металлов (см. 28), размер слоя, влияющего на формирование отраженного света, будет больше глубины проникновения за счет явлений переноса. [c.133] С другой стороны, при рассмотрении отражения от поглощающих сред пренебрегать взаимодействием поглощающих центров (независимо от механизма поглощения) уже нельзя. Это взаимодействие может существенно изменить длину когерентности в данной среде, сделав ее весьма малой, менее даже глубины проникновения, и этот фактор снова станет определяющим в других случаях она может и повыситься (см. ниже). [c.133] Взаимодействие между поглощающими частицами может осуществляться не только непосредственно, но и через промежуточные нерезонирующие частицы (виртуальные экситоны [58]) и через фононное поле [60, 61]. [c.134] Все эти процессы существенно зависят от наличия трансляционной симметрии. Кроме того, они в принципе, сильно зависят и от величины рассматриваемого объема. Так, ДЛЯ упомянутых коллективных колебаний эффект может иметь место лищь в малых объемах, в бесконечной же, идеально изотропной среде радиационное затухание, как уже упоминалось ранее, компенсируется. Применительно к отражению эти эффекты могут возникать лишь при условии, что толщина участвующего в отражении слоя много меньше глубины проникновения, а это трудно реализуется. [c.134] Все эти процессы весьма сложно и по-разному зависят от расстояния, поэтому для их выяснения наиболее удобно проследить ход отражения при изменении расстояния между частицами, например, при увеличении давления отражающих паров или концентрации примесных центров в прозрачной матрице или прозрачном растворителе. Таким образом, весьма большой интерес представляет изучение концентрационных зависимостей отражения. [c.134] В качестве одного из примеров приведем описание опытов, позволяющих подойти с новой стороны к процессу отражения проследить процесс формирования отражающей поверхности . [c.134] Отсылая за подробностями к работам [62—64], изложим схему опыта (рис. 47). [c.134] В кювету помещено некоторое количество щелочного металла или ртути нагреванием постепенно повышается упругость паров. При малых давлениях происходит очень слабое и малоселективное отражение от поверхности раздела стекло — вакуум. Пучок проникает на большую глубину и вызывает на пути люминесценцию паров (первые подобные опыты были поставлены еще Вудом). [c.134] В работах [63—64] высказано предположение о наличии когерентной резонансной флуоресценции ) и особом механизме затухания. На рис. 48 и 49 показано изменение формы линии отражения — и, следовательно, линии поглощения и характера дисперсии — при сближении частиц (для атомов Hg, Ыа, К). Очевидно, при этом меняются и глубина проникновения и длина когерентности, причем по-разному для разных значений к. [c.139] Подробности квантовомеханической трактовки для паров изложены в работах [38, 70, 71, 65, 67, 69] дискуссия теории еще продолжается, и полного истолкования явлений еще нет. [c.139] Для нащего анализа важен тот факт, что, если детали трактовки явлений в работах [62—64], несомненно, могут оспариваться, сама возможность наблюдения постепенного развития взаимодействий не подлежит сомнению. [c.139] Вернуться к основной статье