Отражение света от поверхности металла

ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА ОТ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА [c.60]

Отражение света от поверхности металлов [c.192]

Небольшое различие в интенсивности отражений от различных структурных составляющих, которые составляют обычно несколько процентов, т. е. ниже предела чувствительности при микроскопическом наблюдении (около 10%), и небольшие различия в сдвиге фаз, могут быть усилены с помощью повторного отражения света от поверхности образца. Благодаря повторным отражениям зерно, обладающее более высокой отражательной способностью по сравнению с другими зернами, будет выделяться более отчетливо. Этот метод выявления структуры без помощи химического травления можно осуществить путем осаждения из пара на полированную поверхность образца тонкой пленки, благодаря которой в световом пучке происходит интерференция. Волна, ослабляемая вследствие интерференции, претерпевает несколько последовательных отражений на границе между осажденной пленкой и металлом, что вызывает увеличение контраста, которое зависит не только от амплитуд отраженных волн, по и от сдвига фаз волн, отраженных различными структурными составляющими. [c.45]

Поляризация света при отражении и преломлении на границе раздела диэлектрик — металл. Так как для металлов п является комплексной величиной, то, согласно формулам Френеля, амплитуды как преломленной, так и отраженной волны окажутся комплексными. Это означает, что между компонентами отраженной (а также и преломленной) волны и падающей возникает разность фаз. Эта разность фаз для s- и р-компонент не является одинаковой, поэтому между S- и р-компонентами отраженной (а также преломленной) волны возникает определенная разность фаз, приведшая к эллиптической поляризации отраженной от поверхности металла волны. Как известно из раздела механики курса общей физики , сложение двух взаимно перпендикулярных колебаний с отличной от нуля разностью фаз между ними в общем случае приводит к так называемой эллиптической поляризации , В эллиптически поляризован- [c.63]

В заключение отметим, что создание мощных источников света лазеров — привело к принципиально новым выводам также и при исследовании отражения света от металлической поверхности. В 1965 г. группа ученых сообщила о генерации электронами проводимости второй гармоники падающего света при отражении света мощного импульсного лазера от серебряного зеркала. Было установлено, что образование второй гармоники происходит именно на поверхности серебра при отражении света от нее. Таким образом, при распространении мощного потока света на границе раздела диэлектрик—металл может происходить изменение (удвоение) частоты отраженного от металла света, [c.66]

Закончим изложение физических явлений, связанных с отражением электромагнитной волны, рассмотрением причин возникновения давления света. Расчет этого весьма общего явления впервые был проведен Максвеллом для случая отражения световой волны от поверхности металла. Экспериментальное подтверждение расчета П. Н. Лебедевым сыграло большую роль в утверждении электромагнитной теории снега. [c.107]

Особенности отражения света от металлической поверхности обусловлены наличием в металлах большого числа электронов, настолько слабо связанных с атомами металла, что для многих явлений эти электроны можно считать свободными. Вторичные волны, вызванные вынужденными колебаниями свободных электронов, порождают сильную отраженную волну, интенсивность которой может достигать 95% (и даже больше) интенсивности падающей, и сравнительно слабую волну, идущую внутрь металла. Так как плотность свободных электронов весьма значительна (порядка 10 в 1 см ), то даже очень тонкие слои металла отражают большую часть падающего на них света и являются, как правило, практически непрозрачными. Та часть световой энергии, которая проникает внутрь металла, испытывает в нем поглощение. Свободные электроны, приходя в колебание под действием световой волны, взаимодействуют с ионами металла, в результате чего энергия, заимствованная от электромагнитной волны, превращается в тепло. [c.489]

Наблюдение и измерение степени поляризации отраженного света удобно производить на приборе, схема которого изображена на рис. 16.12. В качестве отражающих зеркал лучше всего использовать черные стекла, так как преломленная волна в них полностью поглощается и нет отражения от второй поверхности стекла. Можно применять также какой-либо полированный диэлектрик, например мрамор. Использование металлических покрытий искажает результат, так как отражение света от металла происходит иначе (см. 16.6). [c.20]

Особенности отражения света от металлической поверхности обусловлены наличием в металлах большого числа электронов, которые слабо связаны с атомами металла и их можно рассматривать как свободные. Вторичные волны, образованные вынужденными колебаниями этих электронов, ведут к возникновению сильной отраженной волны. Та часть световой энергии, которая проникает внутрь металла, поглощается. [c.25]

Рассмотрим слоистую волноводную структуру (рис. 11.2) с металлической подложкой (среда III). Показатель преломления металлической подложки является комплексной величиной. Например, комплексные показатели преломления меди, золота и серебра при X = 6328 А равны соответственно = 0,16 - г3,37 0,16 - /3,21 и 0,067 - /4,05. Коэффициенты отражения этих металлических поверхностей крайне высоки (почти 100%), особенно при скользящем падении (в 90°), вследствие большой мнимой части (большого коэффициента экстинкции) и малой вещественной части показателя преломления 3. Действительно, если — чисто мнимое число, то волна в среде III всегда затухает. Коэффициент отражения света от такой идеальной металлической поверхности всегда равен 100% независимо от угла падения и состояния поляризации. Таким образом, идеальный металл, подобный этому, может обеспечивать полное отражение, необходимое для локализованного распространения. Среда с чисто мнимым показателем преломления имеет отрицательную диэлектрическую проницаемость и нулевую оптическую проводимость. Для меди, золота и серебра мы имеем соответственно п = -11,33 - /1,08 -10,28 - /1,03 и -16,40 - /0,54. Заметим, что мнимая часть величины п, которая пропорциональна оптической проводимости а, мала для всех трех металлов. [c.511]

Сравнивая оптические свойства диэлектриков и металлов, следует отметить, что свободные электроны в металлах приводят к практически полному отражению электромагнитных волн от поверхности металлов, чем и объясняется их характерный блеск. Напротив, электромагнитные волны оптической частоты легко проникают в диэлектрики, причем большинство диэлектриков оптически прозрачны (окраска и непрозрачность некоторых из них объясняются наличием поглощающих свет ионов и примесей или рассеянием света на неоднородностях структуры). [c.11]

Для металлов при нагревании характерно увеличение частоты рассеяния, а также уменьшение эффективной массы свободных носителей [4.11]. Концентрация носителей в металлах остается практически неизменной. На рис. 4.3 показано, как изменяется с температурой коэффициент отражения света с разными длинами волн от поверхности металлов (Ап, Си, [c.97]

Как известно, цвета побежалости есть явление оптическое, а не следствие окраски продуктов коррозии, образующих пленки. Цвета побежалости появляются в результате интерференции лучей света, отраженных от поверхности пленки и от поверхности металла (рис. 4). [c.13]

Измерение эллиптической поляризации света, отраженного от поверхности металла при наклонном падении линейно поляризованного света, лежит в основе предложенного Друде экспериментального метода определения оптических характеристик них металла. Теория связывает м и х с эксцентриситетом и положением осей эллипса колебаний. По данным измерений этих величин можно рассчитать них. Наибольшая чувствительность метода (и одновременное упрощение расчетных формул) достигается при определенном угле падения (главном угле падения, играющем при отражении от поглощающих сред ту же роль, что и угол Брюстера при отражении от прозрачных сред). В большинстве случаев он лежит вблизи 70°. Для этого угла отраженный свет имеет круговую поляризацию, если соответствующим образом подобрать направление поляризации падающего света. [c.163]

Отражение от металлов. Явления, происходящие при отражении света от металла, схожи с теми, которые были рассмотрены ранее, когда граница раздела проходила между двумя диэлектриками. Обратим внимание на некоторые особенности отражения света от металлических поверхностей и на приемы определения оптических констант металла, которые характеризуют и диэлектрик. [c.80]

При наклонном падении пучка, как и в случае диэлектрика, следует рассматривать две его составляющие, из которых одна поляризована в плоскости падения, а другая в плоскости, ей перпендикулярной. Коэффициенты отражения этих двух лучей мало отличаются один от другого, и зависимость их от угла падения тоже невелика. В некоторых случаях существенно то, что, отражаясь от поверхности металла, обе эти составляющие изменяют фазу своих колебаний и притом различно. Поэтому если на зеркало падает поляризованный свет, плоскость поляризации которого составляет, например, 45° с плоскостью падения, то отраженный луч будет поляризован эллиптически, т. е. он не может быть погашен призмой-анализатором или поляроидом. [c.84]

При наблюдении в светлом поле световые лучи попадают на микрошлиф через объектив, который собирает их на поверхности шлифа. Вследствие того, что при травлении поверхность микрошлифа становится неровной (в результате неодинаковой травимости разных фаз), отражение света от отдельных участков оказывается различным. Это позволяет обнаружить детали строения металла. [c.105]

Для стекла (п = 1,5) R = 0,04 = 4% для воды (п = 1,33) R = 2%. При отражении от воды длинных электромагнитных волн (л = У е = 9) R = 64%. Эти цифры показывают, что ни вода, ни стекло при нормальном падении не могут служить зеркалом. Обычные зеркала используют отражение света от металлических поверхностей. Стекло служит только для защиты их задних посеребренных поверхностей. Однако наличие даже слабого отражения от передней стороны стекла делает такие посеребренные с задней стороны зеркала непригодными для оптических целей. Для этих целей необходимо покрывать металлом (лучше всего родием) переднюю поверхность стекла. [c.410]

Ориентация включений. Расположение отражающей поверхности имеет большое значение, поскольку величина отраженной энергии зависит от проекции этой поверхности на плоскость, перпендикулярную к направлению распространения волны. Плоская поверхность дефекта или инородного включения в металле, имеющая достаточную величину, действует как зеркало, и если она расположена под углом к проходящей ультразвуковой волне, последняя, отразившись, меняет свое направление по тем же законам, по которым происходит отражение света от зеркала. [c.28]

Таблица 16. Коэффициенты отражения света от хромированной поверхности и других металлов

Изучение состояния поляризации можно провести как в отраженном, так и в проходящем свете. В случае металлов преломленная волна практически поглощается в очень тонком поверхностном слое. Поэтому в данном случае целесообразно использовать измерения в отраженном свете. Наоборот, при слабом отражении от диэлектриков основным методом исследования является эллипсометрия в проходящем свете. В тех случаях, когда возможны соответствующие измерения в отраженном и проходящем свете, эллипсометрия в отраженном свете удачно дополняет эллипсометрию в преломленном свете, и наоборот. Следует отметить, что эллипсометрия позволяет не только определять оптические константы чистых поверхностей материалов, она позволяет также, исходя из непосредственно измеряемых параметров эллипса поляризации, определить характеристики тонких поверхностных пленок, возникающих вследствие адсорбции и т. д., например толщину (вплоть до долей ангстрема) и показатель преломления (с точностью до 10" ) поверХНОСТНОГО слоя. [c.64]

В хороших приборах поверхность пластинок делают плоской с точностью до 1/200 длины волны. Внутренние поверхности пластинок (между которыми заключается слой воздуха) серебрят или покрывают каким-либо другим металлом с целью обеспечить достаточно высокий коэффициент отражения лучей. Интерференционная картина получается в виде колец равного наклона (рис. 7.5), ибо на эталон направляют расходящийся пучок света от широкого источника (на рис. 7.4 представлен ход одного из лучей этого пучка). Порядок интерференции определяется расстоянием между пластинками (от 1 до 100 мм, в специальных эталонах — значительно больше, до 1 м). В соответствии с этим наблюдаемые порядки интерференции очень высоки. При = 5 мм /и 20 000. [c.139]

Толщины пленок можно определять, когда они создают интерференцию в видимой части спектра. Точность этого способа ограничивается разными факторами. Например, существует сдвиг по фазе в ре льтате отражения света от поверхности металла, ц может изменяться в зависи1мости от толщины пленки и др. Для уточнения оценок используются цветовые компараторы, производится измерения в проходящем свете через отделенную от металла пленку и др. С помощью метода интерференции было успешно проведено много работ по определению толщины пленок. В табл. 5 пред- [c.55]

Фиг. 94. Схематический график просгранственнах изменений электрического поля в некоторый момент времгни при отражении света от поверхности металла.

Нагрев частиц осуществляется при температуре 640 Р до 90-й степени, при которой толщина пленки окисла соответствует диапазону длины волны видимого света. Отражение света от поверхности металла, находящейся под слоем окисла, приводит к эффекту интерференции, в результате чего частицы получаются цветными. Разные сплавы окрашиваются в разные цвета и по цвету можно их определить. Предварительное воздействие температуры на частицу износа иногда можно определить по цвету побежалости или по разнообразию цветов на поверхности, прошедшей термообработку. Таким образом,, мы представили краткую инструкцию по определению типа сплава при термообратке до 625 Р до 90-й степени. [c.150]

Взаимодействие света с металлом приводит к возникновению вынужденных колебаний свободных электронов, находящихся внутри металлов. Такие колебания вызывают вторичные волны, приводящие к сильному отражению света от металлической поверхности и сравнительно слабой волне, идущей внут])ь металла. Чем больше электропроводность металлов, тем сильнее происходит отражение света от нх поверхности. В идеальном проводнике, для которого а -> оо, поглощение полностью отсутствует н весь падающий на его поверхность свет отражается. Поэтому заметный слой металла является непрозрачным для видимого света. Сильное поглощение проникающей внутрь металла световой волны обусловлено превращением энергии волны в джоулево тепло благодаря взаимодействию почти свободных электро1Юв, испытываюидих вынужденные колебания под действием световой волны. [c.61]

Оптич. анизотропия намагниченной среды проявляется прп отражении света от ее поверхности. Характер измеиения поляризац. состояыия света при отражении зависит от взаимного расположения поверхности, плоскости поляризацри света и вектора намагниченности. Этот эффект наблюдается в первую очередь в магнито-упорядочеппых средах (металлах и диэлектриках) и [c.702]

Физ. проблема совр. Э. заключается в уточнении связи параметров поляризации со свойствами среды. Формулы Френеля получены из граничных условий на геом. плоскости, разделяющей однородные сплошные среды, и поэтому являются первым приближением. Микроскопич. расчёты показывают, что отражённая волна формируется в неск. приповерхностных молекулярных слоях и содержит информацию именно о них связь с параметрами вещества в объёме должна устанавливаться теоретически (см. Поверхность). Так. при отражении от поверхности металла необходимо иметь в виду, что здесь имеется два физически выделенных поверхностных слоя один обусловлен шириной потенциального барьера и областью пробега отражённых от него электронов, а другой—текстурой, возникшей при обработке поверхности. Второй может быть устранён спец. приёмами, напр, ионной бомбардировкой, электрополировкой и др. связь свойств первого со свойствами в толще определяется уже теоретич. соображениями. Из формул Френеля следует, что линейно поляризованный свет, отражаясь от поверхности прозрачной среды, остаётся линейно поляризованным, однако сам факт дискретности структуры среды влечёт за собой возникновение нек-рой, очень небольпюй (Л/а 0" ), эллиптичности, Теоретически и экспериментально [3] было показано, что на [c.609]

НЫЙ метод, позволяющий обнаружить и измерить чрезвычайно тонкие пленки. Он заключается в исследовании изменений, которые претерпевает луч поляризованного света при своем отражении от поверхности металла, имеющей пленку. Полученные Тронстадом результаты определения толщины пленок приведены в табл. 1. [c.13]

Поверхности со смешанным отражением. В практич. светотехнике большое значение имеют непрозрачные поверхности со смешанным отражением, дающие отраженный поток, к-рый состоит из двух компонент одна— зеркально отраженная часть светового потока и вторая—диффузно отраженная. В зависимо- сти от преобладания той или иной компоненты, поверхности со смешанным отражением приближаются по своему действию к зеркальным или диффузным отражателям. На практике из материалов, дающих смешанное отражение, наибольшее распространение имеют поверхности матовые, металлические и эмалированные (покрытые белой фарфоровой эмалью). Матовая (неполированная) металлич. поверхность или какая-либо поверхность, покрытая алюминиевой краской, может рассматриваться как состоящая из бесчисленного множества отдельных отражающих частиц, расположенных на одной и той же поверхности, но образующих различные углы падения с отдельными частями одного и того же падающего пучка. Пучок света, падающий на такую поверхность, при отражении разобьется на большое число отдельных лучей, которые отразятся под разными углами, давши однако явно выраженное усиление в направлении, соотвётствующем зеркальному отражению всего падающего луча (вкл. л., 4—отрал ение света от пластинки, крытой алюминиевой краской по аЪ указано направление зеркального отражения). Белую фарфоровую-эмаль, нанесенную на черный металл, можно рассматривать как пластинку белого (молочного) стекла, Заложенного на непрозрачное основание. Т. о. в фарфоровой эмали будут иметь место те явления, к-рые происходят при прохождении света через белое стекло, с отражением прошедшего через стекло светового потока от металла (вкл. л., 5—отражение света от пластинки, покрытой фарфоровой эмалью в этом случае имеется явно выраженная зеркальная составляющая). Соотношение между зеркальной и диффузной составляющими при отражении света от фарфоровой эмали не постоянно, а зависит от угла падения. При больших практически достижимых углах падения зеркальная составляющая доходит до 50% падающего потока. На фиг. 20 дана зависимость (в %) между зеркальной составляющей отраженного потока (коэф. зеркального отражения ) и углом <р падения. По исследованиям Всесоюзного электротехнич. ин-та зеркальное отражение, происходящее на поверхности эмали, подчиняется закону Френеля для отражения на границе диэлектриков. В случае применения поверхностей со смешанным отражением возможности желательного перераспределения светового потока по сравнению со случаем зеркальных отражателей гораздо более ограниче- [c.158]

При вертикальном освещении световые лучи по схеме, рассматриваемой ниже, попадают на микрошлиф через объектив, который собирает их на поверхности шлифа. Вследствие того что при травлении поверхность микрошлифа становится неровной (в результат неодинаковой травимости разных фаз), отражение света от отдельных участков оказывается различным. Это позволяет обнаружить детгли строения металла. Наблюдение при вертикальном освещении называют наблюдением в светлом поле. [c.84]

Кенворти и Уолдрем провели исследования потери отра жательной способности. Они измеряли как видимое отражение (свет, отражающийся под теоретическим углом), так и рассеивание. Опубликованные результаты относятся к олову и британия-металлу в условиях атмосферы закрытого помещения (Лондон). Были получены данные об относительных достоинствах различных средств по очистке. Отмывка водой достаточна для восстановления отражательной способности до величины не на много ниже первоначальной в течение первых 3—6 недель, после чего нужно уже применять мыло в воду. Интересные исследования об отражении света от прокорродировавшейся поверхности провел Канак з. [c.207]

Волны, отражённые от поверхности металла, поляризованные в плоскости падения и перпендикулярно к ней, имеют разность фаз. Поэтому плоско поляризованный свет после отражения становится эллиптически поляризованным. В отличие от диэлектриков для волн, поляризованных в плоскости падения, всегда НфО. фСоколов А. В., Оптические свойства металлов, М., 1961 Борн М., Б о л ь ф Э., [c.409]

Корпускулярная интерпретация опытов Винера. Электромагнитная природа света была впервые экспериментально подтверждена в классических опытах О. Винера (1890), который наблюдал интерференцию от двух монохроматических световых волн, распространяющихся навстречу друг другу. Такие движущиеся в противоположных направлениях взаимно когерентные волны возникают в результате отражения от зеркала световой волны, падающей на него по нормали. При отражении от металлического зеркала фаза колебаний вектора напряженности электрического поля волны изменяется на я, что обеспечивает соблюдение равенства нулю тангенциальной составляющей электрического поля на поверхности металла. Направляя ось Z по нормали к поверхности зеркала, а ось Л"-колли-неарно линии колебаний вектора напряженности S электрического поля волны (рис. 23), можно для падающей и отраженной волн написать [c.42]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...