Граница раздела двух сред

Многогранники в виде оптических призм используют и в технической оптике. Здесь также приходится решать инженерные задачи, связанные как с проектированием оптических приборов, так и с учетом физических явлений преломления и отражения лучей при их падении на границу раздела двух сред. [c.104]

Поверхностные волны обусловлены колебанием частиц со значительной амплитудой на поверхности тела и постепенным ее уменьшением при удалении частиц от поверхности. Если продольная волна падает перпендикулярно на плоскую границу раздела двух сред, обладающих различным акустическим сопротивлением, то одна часть ее энергии переходит во вторую среду, а другая отражается в первую. Доля отраженной энергии тем больше, чем больше разность акустических сопротивлений сред. Если продольная волна попадает на границу раздела двух твердых сред под углом, то отраженная и прошедшая волны преломляются и трансформируются в продольные и сдвиговые, распространяющиеся в первой и второй средах под различными углами. Законы отражения и преломления волн аналогичны законам геометрической оптики. [c.194]

Выведем закон преломления, исходя из теории Ньютона. Пусть свет падает на границу раздела двух сред с показателями преломления Пх н 2 соответственно, причем скорости света в вакууме к скорости света в данной среде будет называться показателем преломления данной среды). Разложим скорость света в 1-й среде на горизонтальную и вертикальную составляющие Du--и Vi2- Согласно Ньютону, горизонтальные составляющие скоростей остаются неизменными, т. е. Иц — u v, в то время как V2->Vi, (при условии fii [c.4]

Такое заключение верно, если падающее световое поле слабое. Соответствующие исследования показали, что при больших интенсивностях излучения, падающего на границу раздела двух сред, возникают новые явления, в результате чего в составе отраженного света встречаются лучи, направленные под углом, отличным от угла падения. Это объясняется возникновением в составе отраженного света излучения удвоенной частоты (так называемая вторая гармоника), направление отражения которого не совпадает с направлением, определяемым законом отражения. [c.48]

Законы отражения н преломления на границе раздела двух сред. [c.172]

Угол между перпендикуляром к границе раздела двух сред и лучом называется углом падения волны. Если угол падения волны отличен от нуля, то падающая волна достигает различных точек границы раздела двух сред в разные моменты времени. Когда участок падающей волны, отмеченный лучом А А (рис. 223), достигнет 1 раницы раздела двух сред, точка А согласно принципу Гюйгенса становится источником вторичных волн. За то время, пока границы раздела достигнет участок волнового фронта, отмеченный лучом В[В, вторичные волны от точки А распространятся на расстояние R = vAt, Положение фронта отраженной волны в тот момент времени, когда луч В[В достигнет границы раздела в точке В, отмечено на рисунке прямой BD. [c.225]

Край стеклянной пластины является границей раздела двух сред с различными физическими свойствами. Изменение направления распространения волн на границе раздела двух сред называется преломлением волн. [c.226]

Свойства электромагнитных волн. Свойства электромагнитных волн во многом сходны со свойствами механических волн. На границе раздела двух сред электромагнитные волны частично отражаются, частично проходят во вторую среду. От поверхности диэлектрика электромагнитные волны отражаются слабо, от поверхности металла отражаются почти без потерь (рис. 241). [c.249]

Закон отражения совпадает с законом отражения механических волн, т. е. угол отражения равен углу падения падающий луч, отраженный луч и перпендикуляр к поверхности в точке падения лежат в одной плос-р ости. На границе раздела двух сред происходит преломление электромагнитных воли. Закон преломления отношение синуса угла падения а к синусу угла преломления р является величиной постоянной для двух данных сред. Это отношение равно отношению скорости V электромагнитных волн в первой среде к скорости V2 во второй среде sin а VI [c.249]

На границе раздела двух сред свет может частично отразиться и распространяться в первой среде по новому направлению, а таклсе частично пройти через границу раздела и распространиться во второй среде. [c.264]

Закон отражения. Как показывают наблюдения, при отражении света всегда выполняется закон отражения луч падающий, луч отраженный и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восставленный в торосе падения луча, лежат в одной плоскости угол отражения у равен углу падения а (рис. 259). [c.264]

Опыт показывает, что при достижении такого значения угла падения интенсивность преломленного луча становится равной нулю свет, падающий на границу раздела двух сред, полностью отражается от нее. [c.266]

Следует также сформулировать граничные условия для уравнений электромагнитного поля, из которых наиболее широко будем использовать равенство тангенциальных составляющих Е и Н на границе раздела двух сред, т. е. [c.20]

Проведем теперь предварительное исследование общего случая. Электромагнитная волна падает под произвольным углом на границу раздела двух сред. В данном параграфе не используются соотношения между амплитудами напряженности электрического и магнитного полей на границе сред, а будут лишь записаны исходные уравнения, из анализа которых сразу можно получить законы отражения и преломления электромагнитных волн. [c.79]

Запишем теперь выражение для падающей, отраженной и преломленной волн. Пусть по-прежнему плоскость XI, удовлетворяющая условию 2 = 0, служит границей раздела двух сред. Для определенности положим, что в падающей волне нормаль п лежит в плоскости ZX (т.е. os р = 0). Никаких ограничений на направления нормалей ni (в отраженной волне) и Пг (в преломленной волне) мы не налагаем. Рассмотрим частный случай линейно поляризованной волны, когда ось Y направлена вдоль вектора Е. Тогда [c.80]

Разложим скорость частицы в первой среде на составляющие и и г (см. рис. 1.4) тогда скорость частиц, переходящих из первой среды во вторую, меняется под влиянием притяжений между световыми частицами и частицами среды. Притяжения эти направлены по нормали к границе раздела двух сред и поэтому [c.16]

При падении интенсивного, излучения на границу раздела двух сред в отраженном свете наблюдаются волны не только с частотой падающего излучения, но и с кратными, разностными и суммарными частотами. Будем говорить о случае падения монохроматической плоской волны с частотой о). Опыт показывает, что направления распространения отраженных волн с частотами со и 2о) немного, но все же отличаются друг от друга, причем это отличие зависит от дисперсии показателя преломления среды, в которой распространяется падающая волна. Интенсивность второй гармоники в отраженном свете нД несколько порядков меньше, чем в преломленной волне, и практически не зависит от степени выполнения условия пространственной синфазности. Как и в случае френелевского отражения, амплитуды отраженных волн с частотой 2со зависят от угла падения и ориентации электрического вектора относительно плоскости падения. Наблюдается и аналог явления Брюстера при некотором угле падения для пучка с поляризацией. [c.845]

В гл. 2 уже рассматривались основные законы оптики — законы отражения и преломления света. Пользуясь принципом Гюйгенса, мы дали формулировку законов и определили направление распространения отраженной п преломленной волн. Однако такие важные вопросы, как интенсивность и поляризация отраженной и преломленной волн, фазовые соотношения на границе раздела двух сред и некоторые другие, остались без рассмотрения. Собственно говоря, ответ на эти вопросы нельзя дать, поскольку принцип Гюйгенса позволяет определить только направление распространения фронта волны, ничего не говоря о других характеристиках воли. [c.11]

Рассмотрим механизм отражения волн от границы раздела двух сред. [c.218]

Рассмотрим процесс отражения и преломления волн напряжений внутри тела при их взаимодействии друг с другом, учитывая при этом, что переднему фронту волны напряжений всегда соответствует упругое состояние и тот факт, что отражение и преломление прямой волны проходят в предварительно напряженных областях тела. Передний фронт прямых волн напряжений при их взаимодействии является границей раздела двух сред (областей возмущений с различными физико-механическими свойствами материала). Предположим, что волна расширения нагрузки распространяется параллельно плоскости хОу и падает на границу раздела иод углом 1, углы отражения и преломления волн расширения соответственно равны углы [c.80]

В наиболее общем случае, когда нельзя ничего заранее сказать о симметрии задачи, ее решение весьма затруднено. Общая постановка задачи и ее математическое описание известны и даны, например, в [54]. Для составления основных уравнений используются известные законы газо- и термодинамики. Система уравнений включает уравнения неразрывности, движения частиц жидкости и газа, баланса энергии, диффузии, теплопроводности, а также условия на границе раздела двух сред. Эти уравнения громоздки, и мы их здесь не приводим. [c.18]

Ударная волна подходит к границе раздела двух сред разной плотности. В моменты перехода ударной волны из одной среды в другую образуется произвольный разрыв. При распадении этого разрыва возможны два типа движения. [c.192]

Формулы для вычисления коэффициентов отражения и прозрачности в случае двух твердых тел или жидкости и твердого тела получены Д. Б. Диановым [37] путем строгого решения задачи на границе раздела двух сред при следующих граничных условиях равенство нормальных и отсутствие касательных напряжений. Эти формулы при прямом падении аналогичны (1.32) и (1.33). При наклонном падении продольной волны [c.27]

Поляризация ультразвука. При падении продольной волны на границу раздела двух сред возникают смещения и напряжения, ориентированные только в плоскости падения (плоскость рис. 1.11). Следовательно, векторы смещения частиц в отраженных и преломленных волнах лежат в этой же плоскости. Для продольных волн эти векторы ориентированы вдоль направления распространения волны, для поперечных — перпендикулярно ему. В данном случае поперечная волна линейно поляризована в плоскости падения. [c.28]

В соответствии с положениями, изложенными в подразд. 1.1, такая волна называется вертикально поляризованной, или 5V-волной. Если частицы в поперечной волне колеблются перпендикулярно плоскости падения, т. е. вдоль границы раздела двух сред, такую волну называют горизонтально поляризованной, или 5Я-волной. Эти волны могут быть возбуждены с помощью специальных преобразователей, которые рассмотрим далее. Отметим, что при определении, какой является наклонно падающая па границу поперечная волна—5У- или 5Я-поляризованной, необходимо учитывать взаимную ориентацию отражателя (неоднородности) и плоскости поляризации волны. [c.29]

Зоны третьего типа и соответственно дифракционные поля третьего типа образуются при падении волн на границу раздела двух сред или на свободную границу среды под первым, вторым [c.33]

Дифракция на границе раздела двух сред при падении волны под критическими углами (дифракция третьего типа). К дифракции этого типа относятся дифракционные поля, образованные лучами, падающими под критическими углами на границу раздела сред, одна из которых—металл. Если луч первичного поля падает из среды с меньшей скоростью на границу раздела со средой с большей скоростью, то вдоль поверхности последней распространяется головная волна, которая излучает в каждой своей точке боковые волны в обе среды. Частным случаем границы раздела двух сред является свободная граница металла. [c.45]

Головная волна связана только с наличием границы раздела двух сред и распространяется в среде с большей скоростью ультразвука либо на свободной поверхности твердого тела. [c.47]

Трудность контроля обусловлена расположением дефектов на границе раздела двух сред с разными акустическими свойствами. На сигнал от дефекта накладывается сигнал от границы раздела, соизмеримый с ним по амплитуде. [c.355]

Плоская задача о трещине по границе раздела двух сред с различными упругими характеристиками была рассмотрена Уильямсом [68]. Он обнаружил, что поле напряжений сингулярно с особенностью и осциллирует вблизи кончика трещины [c.256]

Для треш ины длины 2а, расположенной по границе раздела двух сред, как показано на рис. 28, комплексные функции напряжений легко получить при помощи формулы обращения Гильберта. Например, при условиях нагружения, показанных на рис. 28, для комплексной функции Ф получим [11, 52] [c.257]

Поскольку любой путь от точки А до точки в, лежащий вне плоскости, проведенной через точки А и В нормально к границе раздела , проходится светом за большее время, чем путь АОВ, лежащий в плоскости иадепия, то из принципа Ферма следует путь, требующий минимального времени, лежит в плоскости падения, т. е. падающий и преломленные лучи лежат на одной плоскости — плоскости падения. Аналогичное положение имеет место и при отражении света от границы раздела двух сред. [c.170]

Формулу (7.3) можно также вывести, пользуясь законом преломления света на границе раздела двух сред. Согласно условию параксиальностп, соответствующие углы при этом будут настолько малыми, что их синусы можно замегтть самими углами. Подобный вывод формулы (7.3) предлагается читателю. [c.174]

Преломленне волн. Для наблюдения процесса распространения волн через границу раздела двух сред с различными физическими свойствами поставим следующий опыт. На дно волновой ванны поло им стеклянную пластинку таким образом, чтобы один ее край был 1засположен под углом около 45 к направлению распространения плоских поверхностных волн на воде. Наблюдения показывают, что расстояние / , проходимое Болной над стеклянной пластинкой, меньше расстояния h, которое проходит за то же время волна в Toii части ианны, где нет пластины (рис. 224). Следовательно, скорость распространения поверхностных волн зависит от глубины (толщины слоя воды), с уменьшением глубины скорость распространения волны уменьшается. [c.226]

Это выражение называется законом преломления волн пада о-щин луч, преломленный луч и перпендикуляр к границе раздела двух сред, восставленный в точке падения луча, лежат в одной плоскости отпошеяис синуса угла падения к синусу угла преломления есть величина постоянная для двух даннык сред. [c.227]

Полное отражение. При наблюдении явления преломления света можно заметить, что наряду с преломлением происходит и отражение света от границы раздела двух сред при увели-ченп . угла падения интенсивность отраженного луча увеличивается. В случае перехода света из оптически более плот- [c.266]

При падении света под углом Брюстера на границу раздела двух сред нормали к преломленной и отраженной волнам взаимно перепендикулярны [c.85]

Пусть свет, исходя из точки Р, приходит в точку Q, преломляясь на плоской границе раздела двух сред (рис. 12.3). Проведем через Р и Q плоскость нормально к границе раздела (плоскость падения). Любой путь POlQ, лежащий вне плоскости падения, проходится светом за большее время, чем путь P0Q, проведенный в плоскости падения так, чтобы О явилось следом перпендикуляра, опущенного из 0 на плоскость падения. Действительно, как в первой, так и во второй среде длины путей, проходящих через Ох, соответственно больше, чем через 0(Р0х > РО ч [c.275]

Подход, основанный на аналогии с френелевским отражением, поучителен вот в каком отношении. Напомним, что отражение от границы раздела двух сред возникает вследствие различия как показателей преломления, так и коэффициентов поглощения (усиления). В частности, отражение от металлов объясняется, главным образом, второй причиной. Из сказанного легко сделать вывод, что самоотражение в активное среде лазера может обусловливаться модуляцией и показателя преломления, и коэффициента усиления. Как показывают более детальные исследования вопроса, самоотражение играет существенную роль в оптических квантовых генераторах. [c.828]

Законы отражения и преломления. Если на границу раздела двух сред с зазными оптическими свойствами падает плоская волна, то она делится иа две волны отраженную и проходящую во вторую среду (преломленную). Таким образом, электромагнитное поле в первой среде образуется из поля падающей и отраженной волн, а во второй — из поля преломленной волны. [c.12]

Будем считать плоскость ху границей раздела двух сред (2 = 0), а нормаль N в падающей волне — лежащей в плоскости 2х (рис. 16.6, созр = 0). Предположим, что отраженная и преломленная волны являются плоскими. Тоз да выражения для падающей ( ), отраженной ( ) и преломлеипой ( 2) воли имеют вид [c.12]

Наконец, условия четвертого рода используют при математическом описании кондуктивного и конвективною теплообмена в инертных средах [26]. На границе раздела двух сред при интегрировании уравнения энергии запис1.1-вают условия равенства температур и тепловых потоков. Иными словами, при использовании граничных условий четвертого рода температура внутри твердого тела является неизвестной функцией времени и координат. Условия четвертого рода являются условиями сшивки, или сопряжения. Поэтому задачи теплообмена, при решении которг[х используют эти условия, также приводят к сопряженным задачам [26]. Существенно, что при использовании упомянутых условий сопряжения необходимо определять поля температур в газовом потоке (Т) и обтекаемом твердом теле (Т,). 3 [c.212]

Трансформация УЗ-колебаний. При наклонном падении (под углом Р) продольной волны из одной твердой среды на границу с другой твердой средой на границе раздела происходят отражение, преломление и трансформация волны и в общем случае возникают еще четыре волны (рис. 1.10, а) две преломленные — продольная и поперечная (скорости i и j) и две отраженные — продольная и поперечная (скорости Сц и Сц). Направления распространения отраженных и преломленных волн отличаются от направления распространения падающей волны. Однако все эти направления лежат в одной плоскости —плоскости падения. Плоскостью падения называют плоскость, образованную падающим лучом и нормалью к отражающей поверхности, восстановленной в точке падения луча. Углы, образованные с этой нормалью, называют соответственно углами падения, отражения и преломления (рис. 1.10, б). Эти углы можно определить исходя из следующих рассуждений. При падении плоской волны под углом Р с фронтом AD на границу раздела двух сред она отражается под углом 0отр с фронтом BE и после преломлеппя под углом 0 p распространяется во второй среде с фронтом ВС. Времена распространения волны в первой среде от точки D до точки В и от точки А до точки Е в первой среде и от точек В А до точки С во второй среде равны между собой. Рассмотрев треугольники AB , ABD и АВЕ, найдем [c.24]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...