Распространение света в диэлектриках

Распространение света в диэлектриках [c.88]

Решение задачи о распространении света в анизотропной среде может быть получено путем решения системы уравнения Максвелла для немагнитных диэлектриков с учетом (10.2) [c.249]

Скорость распространения v. В правильно сконструированных коаксиальных трактах распространяется и используется для передачи сигналов один тип волны — поперечная электромагнитная волна ТЕМ. Скорость ее распространения вдоль продольной оси коаксиальной линии, т. е. вдоль координаты г, в случае, если между проводниками линии воздух или вакуум, равна скорости распространения света в свободном пространстве с=300 ООО км/с, т. е. имеет то же значение, что и при распространении электромагнитных волн в свободном пространстве. Если между -проводниками линии расположен диэлектрик е относительными диэлектрической е и магнитной (х проницаемостями, то [c.50]

Из изложенной кратко теории Максвелла следует, что электромагнитное возмущение должно распространяться в диэлектрике со скоростью V = с/ / ер,. Для вакуума е = р, = 1, т. е. скорость распространения в нем электромагнитной волны с = 3-10 м/с, другими словами, она совпадает со скоростью света. Это основное заключение привело Максвелла к мысли, что свет представляет собой электромагнитное явление. Написанное выше соотношение Максвелла и = позволяет определить также фазовую скорость [c.39]

Рассматриваемый случай распространения SH-волн в составном пространстве имеет много общего с задачей об отражении и преломлении света в изотропных диэлектриках. Это позволяет переносить накопленные в электромагнитной теории результаты на случай упругих SH-волн. Особенно важна эта аналогия при энергетическом анализе процессов отражения и преломления. [c.60]

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]

Важнейшим выводом теории Максвелла явилось положение, согласно которому скорость распространения электромагнитного поля в вакууме равняется отношению электромагнитных и электростатических единиц силы тока второй, не менее важный вывод гласил, что показатель преломления электромагнитных волн равняется У ер, где е — диэлектрическая, ар — магнитная проницаемости среды. Таким образом, скорость распространения электромагнитной волны, в частности света, оказалась связанной с константами вещества, в котором распространяется свет. Эти константы первоначально вводились в уравнения Максвелла формально и имели чисто феноменологический характер. Напомним, что в механической (упругой) теории никакой связи между оптическими характеристиками среды (скорость света) и ее механическими свойствами (упругость, плотность) установлено не было. Известно, что для целого ряда газообразных и жидких диэлектриков соотношение Максвелла п = Уе х е (ибо р. близко к 1) выполняется достаточно хорошо [c.539]

Плоские пластины из прозрачного диэлектрика часто применяют как френелевские отражатели для отделения части пучка. Обычно в видимой и ближней инфракрасной областях спектра пользуются стеклом и плавленым кварцем, а в инфракрасной области — германием. Для проведения точных измерений пластинки должны быть гладкими, чрезвычайно плоскими и иметь пренебрежимо малый клин, чтобы не искажать кривизну волнового фронта. Так как френелевское отражение происходит на диэлектрической поверхности, разделительная пластинка должна быть ориентирована так, чтобы отраженный свет не попадал в резонатор лазера. Кроме того, если желательно получить отраженный луч хорошего качества, то, как показано ниже, должны быть известны угол между направлением распространения пучка и пластинкой и поляризация. [c.21]

Для прозрачных диэлектриков величина обычно мала. Например, для видимой области (зеленая длина волны) при п = 1,52 величина Я — 0,04, т. е. 4 % от падающего на поверхность света идет в отраженную волну. Необходимо отметить, что значение коэффициента отражения при нормальном падении не зависит от направления распространения луча, т. е. от того, из какой среды (первой или второй) свет падает на границу раздела. Таким образом, при прохождении волны через стеклянную пластинку теряется 8 % энергии, т. е. коэффициент пропускания такой пластинки 7 = 92 %. [c.63]

Фазовый сдвиг между первичной и переизлученной волной определяет уменьшение фазовой скорости распространения света в диэлектрике, т. е. его показатель преломления п = с и. [c.75]

Так же как и в случае диэлектриков, необходимо исследовать отражение и проникновение (в металл) световых волн, падающих на границу раздела диэлектрик—металл. Аналогичное рассмотренне приводит к результатам (угол падения равен углу отражения, отношение синуса угла падения к синусу угла преломления равно относительному показателю преломления второй среды и т. д.), формально идентичным выводам рассмотрения распространения световой волны на границе раздела двух диэлектриков. Остановимся на некоторых характерных вопросах распространения света на границе раздела воздух—металл. [c.61]

Исходя из электромагнитной теории света, механизм возникновения светового давления качественно можно пояснить следующим образом (рис, 28.1). Пусть на плоскую иоверхность Р тела надает электромагнитная световая волна. Векторы Е и Н лежат в плоскости Р. Рассмотрим, как они будут воздействовать на электрические заряды тела. Электрическая компонента Е электромагнитного поля действует на заряд д с силой Ек = < Е. Под воздействием этой силы положительный заряд начнет смещаться вдоль поверхности по направлению Е, а отрицательный—против направления Е. Такое смеи1ение зарядов представляет собой поверхностный ток ], параллельный Е. В телах со свободными зарядами (проводники) это будет ток проводимости, а в диэлектриках — поляризационный ток смещения. Магнитная компонента Н электромагнитного поля воздействует на движущийся заряд с силой Лоренца Е= (<7/с)[уН], направленной в сторону распространения света. Равнодействующая всех этих сил и воспринимается как давление, оказываемое светом и а тело. [c.183]

Пьезооптические (или упругооптические) явления возникают при деформации различных диэлектриков. При неоднородной деформации оптически изотропное вещество (стекло или полимер) приобретает анизотропные свойства, а в анизотропных кристаллах деформация изменяет оптические параметры. Поэтому в деформированных диэлектриках изменяются условия распространения света, что может быть использовано в целях управления. Соответствующие пьезооптические коэффициенты весьма велики в кристаллах с высокой упругой податливостью — сегнетоэластиках и па- [c.29]

С точки зрения классической электромагнитной теории ВРМБ можно рассматривать как процесс параметрического усиления упругой волны с частотой й и холостой электромагнитной волны с частотой со—й за счет энергии мощной электромагнитной волны накачки с частотой со. Поясним это. При больших значениях напряженности электрического поля световой волны становится существенным не только влияние создаваемых упругой волной оптических неоднородностей на распространение света, но и влияние света на оптические параметры среды. Такое влияние обусловлено, в частности, явлением электрострикции в электрическом поле в диэлектрике возникает дополнительное давление, пропорциональное квадрату напряженности электрического поля Пусть, например, в [c.499]

Здесь с — скорость распространения света (электромагнптноп волны) в пустоте (с = 2,998-10 м/с <= 3-10 м/с) Л — приведенная длпна диэлектрика конденсатора [см. формулу (1-4)]. Если в формуле (1-35) Ео выражено в Ф/м, а Л — в метрах, то С получается в фарадах. Пропзведенпе Рцб называется абсолютной диэлектрической проницаемостью (уде.чьпой емкостью) матерпала эта величина уже не является безразмерной (как величина е) и измеряется в Ф/м. [c.21]

Многоквантовое поглощение и генерация гармоник, конечно, наблюдались и раньше в радиочастотном и СВЧ диапазонах электромагнитного спектра. Там эффекты распространения обычно не играют важной роли, за исключением случая параметрического усилителя бегущей волны. В оптической же области фазовые соотношения между волнами, распространяющимися в нелинейной среде, играют определяющую роль. Особый интерес представляет этот эффект на границе нелинейного диэлектрика. Хорошо известные законы отражения и преломления света в линейной среде можно распространить на нелинейную среду. Модифицированные законы Снеллиуса и Френеля для гармоник света будут рассмотрены в отдельной статье [20]. [c.268]

В гл. 5 я 6 будет рассмотрено поведение волокон как диэлектрических волноводов для электромагнитных волн светового диапазона и будет показано, что для большинства типов волокна предположения, сделанные при волноводном подходе к распространению света и в волокне, эквивалентны таковым при лучевом приближении. Значительные различия имеют место только тогда, когда диаметр сердцевины волокна становится очень малым, как в случае одиомодового (моно-молового) волокна. Уровень теоретического рассмотрения материала, даваемого в гл. 5 и 6, безусловно существенно выше того, который приводится в остальной книге. Можно считать, что этот материал выходит за рамки собственно учебника и многие читатели могут опустить приводимые подробности теории. Другие читатели, напротив, могут найти изложение основ распространения электромагнитных волн и теории диэлектриков, приводимое в дайной главе, безусловно кратким. Этим читателям можно порекомендовать обратиться к тем многочисленным превосходным учебникам, которые специально посвящены этим вопросам. [c.33]

В 3 дано описание ДГС-лазера как диэлектрического волновода, а в 4 рассматривается распространение волны в симметричном трехслойиом плоском диэлектрическом волноводе. Центральный слой — это область в ДГС-лазере, в которой происходит генерация света и которая называется активным слоем. Трехмерное волновое уравнение для электрического поля оптической частоты выводится из уравнений Максвелла. Далее выводится дифференциальное уравнение, описывающее распространение электрического поля, поляризованного перпендикулярно направлению распространения, — поперечного электрического поля (ТЕ). Аналогичные уравнения описывают поперечные магнитные поля (ТМ), в которых магнитное поле поляризовано перпендикулярно направлению распространения. Эти поля зависят от двух пространственных переменных и времени, и решение волнового уравнения для них получается методом разделения переменных. Как следует из решений волновых уравнений, показатель преломления активного слоя должен быть больше показателей преломления прилегающих слоев, чтобы в трехслойной структуре происходило волноводное распространение излучения. Граничные условия для электрического и магнитного полей также выводятся из уравнений Максвелла. Применение этих граничных условий на границах раздела диэлектриков (гетеропереходах) приводит к дисперсионному уравнению, являющемуся уравнением на собственные значения, которое дает набор дискретных значений постоянной распространения. Получающиеся для этих дискретных значений конфигурации электрического и магнитного полей называются модами. [c.33]

ПОГЛОЩЕНИЕ [резонансное гамма-излучения — поглощение гамма-квантов (фотонов) атомными ядрами, обусловленное переходами ядер в возбужденное состояние света < — явление уменьшения энергии световой волны при ее распространении в веществе, происходящее вследствие преобразования энергии волны во внутреннюю энергию вещества или энергию вторичного излучения резонансное — поглощение света с частицами, соответствующими переходу атомов поглощающей среды из основного состояния в возбужденное) ] ПОЛЗУЧЕСТЬ - медленная непрерывная пластическая деформация материала под действием небольших напряжений (и особенно при высоких температурах) ПОЛИМОРФИЗМ — способность некоторых веществ существовать в нескольких состояниях с различной атомной кристаллической структурой ПОЛУПРОВОДНИК (есть вещество, обладающее электронной проводимостью, промежуточной между металлами и диэлектриками и возрастающей при увеличении температуры вырожденный имеет большую концентрацию носителей тока компенсированнын содержит одновременно лонор ,1 и ак- [c.260]

М, А. Миллер, Г. В. Пермитин. ВОЛНОВОЙ КОЛЛАПС — явление самопроизвольной концентрации (обычно с последующей диссипацией) волновой энергии в малой области пространства. Может иметь место при распространении разл. типов волн в средах с достаточно высоким уровнем нелинейности. Часто происходит взрывным образом (за конечное время). Примером В. к. является образование в результате эффекта самофокусировки- света точечных фокусов, сопровождающих распространение интенсивных лазерных импульсов в прозрачном диэлектрике, открытое в 1965, В 1972 теоретически предсказан коллапс ленг-мюровских волн в плазме, обнаруженный затем экспериментально. Впоследствии были теоретически изучены коллапсы волн разл. типов в плазме (эл.-магн.,, - геликонных), а также коллапс звуковых волн и др. [c.313]

При изменении температуры пластинки происходит изменение сразу нескольких параметров кристалла, от которых зависят коэффициенты Д и Т. Зависимость, вносяш,ую основной вклад в температурное изменение регистрируемого сигнала, назовем управляюш,ей функцией. Далее будет показано, что среди многих управляющих функций наиболее эффективны ехр(—а/г) и со8 2пкН). Первая из этих функций лежит в основе широко распространенного метода термометрии полупроводников по температурному сдвигу края межзонных оптических переходов [1.40]. При выполнении условия 0,2 аН 2 этот сдвиг обеспечивает высокую температурную чувствительность при регистрации отраженного или проходящего излучения. При аН <С 0,1 и аН > 3 чувствительность мала. На гармонической управляющей функции основан не менее распространенный метод лазерной интерференционной термометрии полупроводников и диэлектриков [1.43]. Здесь чувствительность также имеет максимум при определенной длине волны и падает как в длинноволновой, так и в коротковолновой областях спектра. Обе эти управляющие функции позволяют реализовать усиление изменений при малом относительном изменении температуры в и управляющего параметра а в) или п в) относительное изменение регистрируемой интенсивности света оказывается не малым. Двухступенчатое преобразование изменений температуры в регистрируемый сигнал (в данном случае сигналом является изменение интенсивности света после взаимодействия с пластинкой) характерно для активной оптической термометрии и, по-видимому, не характерно для традиционных методов (это проявляется в том, что отсутствует возможность усиливать или ослаблять коэффициент преобразования К = Д2/Д0 путем выбора условий считывания сигнала). [c.21]

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]

Пленочные конденсаторы в ближайшем будущем должны найти себе широкое распространение, поскольку современная химическая промышленность может выпускать ряд синтетических веществ в форме тонких пленок с разнообразными свойствами. В настоящее время синтетическая пленка еще не может полностью вытеснить пропитанную бумагу из конденсаторостроения, и применение пленочного диэлектрика пока оправдывается в тех случаях, когда о имеет какое-либо особое преимущество перед бумагой в отдельных областях применения конденсаторов, В будущем можно ожидать замены бумаги не одной какой-либо синтетической пленкой, а целым набором пленок, из которых каждая будет заменять бумагу сначала только в тех случаях, когда свойства бумажного конденсатора сказыЕ.аются недостаточно удовлетворительными в свете все ужесточающихся требований к его качеству. [c.114]

Если предположить, что джозефсоновский ток отсутствует, т. е. положить / = 0, то бу= с и правая часть уравнения (22.70) обращается в нуль. Если к тому же пренебречь затуханием, т. е. положить 7 = 0, то получаем уравнение распространения волн со скоростью Со. Из формулы (22.71) следует, что эта скорость много меньше скорости света. Хотя уравнение написано для не совсем обычной величины—разности фаз, мы можем пу тем дифференцирования по г переписать его в виде уравнения для Н, а путем дифференцирования по i в виде уравнения для Е. Итак, мы видим, что в отсутствие джозефсоновского тока вдоль контакта двух сверхпроводников, разделенных слоем диэлектрика, могут распространяться волны со скоростью с . Они называются волнами Свихарта (1961) [265]. [c.475]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...