Поляризация света при отражении и преломлении

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]

Поляризация света при отражении и преломлении [c.51]

Поляризация при отражении и преломлении света на границе двух диэлектриков [c.374]

При отражении и преломлении естественного света от границы раздела двух изотропных диэлектриков происходит частичная поляризация его. Если угол падения равен углу Брюстера /g, [c.245]

Явление поляризации света, т. е. выделение световых волн с определенной ориентацией электрического (и магнитного) вектора, имеет место и при отражении или преломлении света на границе двух изотропных диэлектриков. Этот способ поляризации был открыт Малюсом, который случайно заметил, что при поворачивании кристалла вокруг луча, отраженного от стекла, интенсивность света периодически возрастает и уменьшается, т. е. отражение от стекла действует на свет подобно прохождению через турмалин. Правда, при этом не происходило полного погасания света при некоторых определенных положениях кристалла, а наблюдались лишь его усиление и ослабление. [c.374]

Это означает, что вторая пластинка пропускает только ту часть света, поляризованного первой пластинкой, которая соответствует проекции электрического вектора Е поляризованного света на кристаллическую ось второй пластинки. Явление поляризации света имеет место также при отражении или преломлении света на границе изотропных диэлектриков (стекло, мрамор и т. д.). [c.227]

Для неполяризованного света Р = 0. Для полностью поляризованного света, когда плоскость колебаний вектора Е перпендикулярна плоскости падения, Р= 1. Если вектор Е лежит в плоскости падения, то Р=—1. Пользуясь определением (16.46), удобно обсуждать вопросы поляризации света при анализе отражения и преломления. Однако необходимо помнить, что в общей теории частично поляризованного света (см,- 30) под степенью поляризации понимают величину (30.63), а не (16.46), хотя они одинаково называются и одинаково обозначены. [c.104]

Геометрическая оптика, отвлекаясь от волновой природы света, описывает его распространение с помощью лучей. При этом оказывается, что поведение лучей при Я. 0 определяется теми же законами, что и для плоских волн законы преломления и отражения, установленные для плоской волны, падающей на плоскую границу раздела, справедливы в приближении геометрической оптики при более общих условиях. Например, при падении луча на поверхность линзы направление, интенсивность и состояние поляризации отраженного и преломленного лучей можно найти из соответствующих формул для плоских волн. [c.329]

Покажем, что при падении линейно поляризованного света направление плоскости поляризации в отраженной и преломленной волнах оказывается повернутым относительно соответствующего направления этой плоскости в падающей волне. Этот поворот происходит вследствие различной зависимости амплитудных коэффициентов отражения и пропускания волн разной поляризации от угла падения а. Обозначив азимуты колебаний электрического вектора в падающей, отраженной и преломленной волнах через у, т], е, можно записать [c.60]

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]

Итак, при падении света на границу двух диэлектриков под углом Брюстера отраженная волна полностью поляризована, тогда как преломленная волна оказывается частично поляризованной. Изучение графиков для коэффициентов отражения и пропускания (см. рис. 2. 13) показывает, что при ф = ф р поток отраженной энергии невелик, а главная его часть распространяется в направлении преломленной волны. Поэтому для получения поляризованного света выгодно многократно преломить падающий под углом Брюстера свет, каждый раз увеличивая степень его поляризации. Расчет показывает, что при ф == фвр стопа из 10 стеклянных пластинок дает степень поляризации преломленной волны, близкую к 100%. При этом интенсивность прошедшей радиации заметно больше, чем в отраженной волне. Такой компактный прибор удобен и прост в изготовлении. Он [c.89]

Если же электрический вектор лежит в плоскости падения, то при отражении он поворачивается вместе с фронтом волны на 90°. Таким образом, электрические векторы в падающей и отраженной волнах составляют между собой прямой угол (рис. 16.4, в), так что интерференция между ними невозможна. Результирующая электрического вектора во всей толще эмульсии сохраняет неизменное значение, и слоистого отложения серебра не наблюдается. Таким образом, можно решить, как ориентирован электрический вектор в направленном на зеркало М поляризованном свете, и, следовательно, установить направление электрического вектора для различных конкретных случаев поляризации. Эти опыты показали, что в случае поляризации турмалином электрический вектор имеет направление, параллельное оси турмалина в случае поляризации при отражении от диэлектрика он лежит в плоскости, перпендикулярной к плоскости отражения (падения) в случае преломления диэлектриком — в плоскости преломления (падения) и т. д. [c.378]

Полная поляризация света, отраженного диэлектриком, имеет место в том случае, когда тангенс угла падения луча света tg г равен относительному показателю преломления n ,, (см. стр. 229). При этом плоскость поляризации совпадает с плоскостью падения луча. Преломленный на границе прозрачного диэлектрика свет поляризуется в плоскости, перпендикулярной плоскости поляризации отраженного света. Полной поляризации отраженного света не происходит, а максимальная поляризация имеет место при tg i = 2 и достигает, например, для стекла 150/q. [c.227]

Зеркальное О. с. характеризуется связью положений падающего и отражённого лучей 1) отражённый, преломлённый и падающий лучи и нормаль к плоскости падения компланарны 2) угол падения равен углу отражения. Совместно с законом прямолинейного распространения света эти законы составляют основу геометрической оптики. Для понимания физ. особенностей, возникающих при о. с., таких, как изменение амплитуды, фазы, поляризации света, используется эл.-магн. теория света, в основе к-рой лежат ур-ния Максвелла. Они устанавливают связь параметров отражённого света с оптич. характеристиками вещества — оптич. постоянными пик, составляющими комплексного показателя преломления п = п — гх п— отношение скорости в вакууме к фазовой скорости волны в веществе, и — гл. безразмерный показатель поглощения. Параметры отражённого света могут быть получены из ур-ния волны, к-рое удовлетворяет решению ур-ний Максвелла [c.510]

Строго говоря, всегда имеют дело с пучками частично поляризованного света. Даже при излучении света первичными источниками, например раскаленными поверхностями, имеет место частичная поляризация света. Она может увеличиваться при отражениях, например на стеклянных колбах электрических ламп накаливания, или когда пучок света проходит через узкие щели приборов, не говоря уже о преломлении и об отражении световых пучков на многочисленных поверхностях оптических систем различных приборов. [c.491]

Для естественного света /х=/ц и Д=0. Свет, отраженный под углом Брюстера, имеет /ц = 0 и для него Д=100%, т.е. он полностью поляризован перпендикулярно плоскости падения. При принятом определении отрицательные значения Д соответствуют преимущественной поляризации в плоскости падения. Для преломленного света из формул Френеля (3.10) и (3.11) в случае естественного падающего света находим [c.151]

Второй тип основан на том факте, что пленка на гладкой металлической поверхности изменяет состояние поляризации света, отраженного от поверхности. Этот метод трудно приложим к металла.м с шероховатой поверхностью, но он пригоден для пленок столь тонких, что измерение толщины интерференционным методо.м не возможно второй метод не требует знания коэфициента преломления материала пленки. Однако измерение зависит от сравнения свойств металла без пленки и металла, покрытого пленкой, и, следовательно, необходимо или иметь металл, освобожденный от пленки, или знать две его оптические константы. Только при этих условиях можно экспериментально определить толщину пленки и коэфициент преломления материала пленки. [c.831]

Для получения круговой поляризации отраженного света необходимо выполнение двух условий 1) i ll = 2) б = я/2 (см. 62, пункт 4). Чтобы получить б = я/2, нужен показатель преломления, удовлетворяющий уравнению 1 = (1 — п ) 2п. Отсюда = —1=0,414. Показатель преломления оптически более плотной среды относительно менее плотной будет п — 1/п = 2,41. Если п не меньше этого значения, то при однократном отражении Можно получить разность фаз б = 90°. В этом случае при f = ёц Поляризация отраженного света будет круговая и притом левая. В видимой области спектра такой большой показатель преломления Имеет только алмаз (п = 2,42). Для всех прочих сред п <-2,41. Поэтому для видимого света получить разность фаз б = 90° при однократном отражении невозможно. Но это возможно для коротких радиоволн. Для воды, например, п =)/ео = 9, п= 1/9 [c.415]

Если колебания возмущения Е происходят всё время в каком-то одном направлении (рис. 8, а), то имеет место простейший случай линейно поляризованной или плоско поляризованной В. Возможны и другие, более сложные типы поляризации. Напр., если конец вектора Е, изображающего возмущение, описывает эллипс или окружность в плоскости колебаний (рис. 8, б), то имеет место эллиптическая или круговая поляризация. Скорость распространения поперечных В. может зависеть от их поляризации. Поляризация может возникнуть из-за отсутствия симметрии в возбуждающем В. излучателе, при распространении В. в анизотропной среде, при преломлении и отражении В. на границе двух сред. См. также Поляризация света. [c.87]

Особенности элементарного акта излучения, а также множество физ, процессов, нарушающих осевую симметрию светового пучка, приводят к тому, что свет всегда частично поляризован, Поляризованный свет может возникать при отражении света и преломлении света на границе раздела двух сред в результате различия оптич, хар-к границы для компонент, поляризованных параллельно и перпендикулярно плоскости падения (см. Брюстера закон). Свет может поляризоваться при прохождении через анизотропную среду (с естеств. или инду-цир. оптической анизотропией) либо В результате различия коэфф. поглощения для разл. поляризаций (см. Дихроизм), либо вследствие двойного лучепреломления. П. с. возникает при рассеянии света, при оптич. возбуждении резонансного излучения в парах, жидкостях и ТВ. телах (см. Люминесценция). Обычно полностью поляризовано излучение лазеров. В сильных магн, и электрич. полях наблюдается полная поляризация компонент расщепления спектр, линий поглощения и люминесценции газообразных и кон- [c.576]

Степень поляризащш. Для описания изменения поляризации света при отражении и преломлении пользуются степенью поляризации [c.104]

Таким образом, естественно поляризованный С1 ет при прохождении границы раздела двух гред превращается в частично поляризованный, а при отражении под углом Брюстера даже в линейно ноляризованный. Линейно поляризованный свет при отражении и преломлении остается линейно поляризованным, но ориентация плоскости поляризации может изменит1эся из-за различия коэффициентов отражения двух компонент. [c.189]

Поляризация света при отраженш н преломлении. Естественный свет является неполяризован-ным. Ввиду различия Pj , и р , т,, отраженный и преломленный лучи частично поляризованы. Поляризация при отражении была экспериментально обнаружена в 1808 г. Э. Л. Малюсом (1775—1812). Он наблюдал через кристалл исландского щпаТа двойное лучепреломление (см. 42) луча солнца, отраженного от поверхности стеклянной пластинки. При вращении пластинки вокруг луча как оси он заметил, что относительные интенсивности двух, возникающих в результате двойного лучепреломления лучей изменяются. Это свидетельствует о частичной поляризации луча солнца при отражении от поверхности стекла. Теоретического объяснения поляризации при отражении Малюс не предложил. Поляризация света при преломлении экспериментально была обнаружена в 1811 ij. Э. Л. Малюсом и Жл Б. Био (1774—1862). [c.109]

Начиная с XIX века, положение стало складываться в пользу волновой теории благодаря работам Юнга (1773—1829) и в особенности Френеля (1788—1827), систематически исследовавших явления интерференции и дифракции света. На основе волновых представлений была создана стройная теория этих явлений, выводы и предсказания которой полностью согласовывались с экспериментом. Объяснение прямолинейного распространения света содержалось в этой теории как частный случай. Были открыты и исследованы новые оптические явления поляризация света при отражении (Малюс, 1808) и преломлении (Малюс и Био, 1811), угол полной поляризации (Брюстер, 1815), интерференция поляризованных лучей (Френель и Aparo, 1816), количественные законы и теория отражения и преломления света (Френель, 1821), двойное преломление сжатым стеклом (Брюстер, 1815), двуосные кристаллы (Брюстер, 1815), законы и теория распространения света в двуосных кристаллах (Френель, 1821), вращение плоскости поляризации в кварце (Aparo, 1811) и жидкостях (Био, 1815 оба явления исследовались далее Био, Брюстером и др.). Юнг (1807) измерил на опыте длину световой волны. Оказалось, что волны красного света длиннее, чем синего и фиолетового. Тем самым в волновой теории было дано экспериментально обоснованное объяснение цветов света, которое связывало это явление с длиной световой волны. (Такое объяснение предлагалось еще Эйлером, но он не мог указать, длина каких волн больше — красных или синих.) Юнг (1817) высказал также мысль о поперечности световых волн. К такому же заключению независимо от него пришел Френель (1821) и обосновал это заключение путем исследования поляризации света и интерференции поляризованных лучей. Все эти факты и в особенности явления интерференции и дифракции света находили непринужденное объяснение в рамках волновой теории света. Корпускулярная теория не могла противопоставить ничего эквивалентного и к началу 30-х годов XIX века была оставлена. [c.27]

ЭЛЛИПСОМЕТРЙЯ, совокупность методов изучения поверхнбстей жидких и ТВ. тел по состоянию поляризации светового пучка, отражённого этой поверхностью и преломлённого на ней. Падающий на поверхность плоско поляризованный свет приобретает при отражении и преломлении эллиптич. поляризацию вследствие наличия тонкого переходного слоя на границе раздела сред. Зависимость между рп- [c.902]

Эллипсометрия . Поскольку разность фаз между в- и р-ком-понентами отраженной (а также преломленной) волны определяется оптическими параметрами металла п и х, то очевидно, что характер поляризации отраженной (а также преломленной) волны будет определяться именно этими параметрами. Следовательно, изучая состояния поляризации света при его отражении или преломлении на границе раздела, можно высокочувствительным поляризацион-но-оптическим методом исследовать поверхность металлов, в частности границ раздела различных сред (твердых, жидких, газообразных). Этот метод исследования поверхностей и границ раздела различных сред, нашедший широкое применение за последнее десятилетие, называется эллипсометриеи. [c.64]

Мы уже знакомы с некоторыми методами получения плоско-поляризованного света. При отражении падающего под углом Брюстера света от границы раздела двух диэлектриков происходит полная линейная поляризация. Образуя стопу из многих пластин, можно получить практически полную линейную поляризацию и при преломлении. Однако сильное ослабление интеисивностн поляризованного света делает эти методы невыгодными. [c.231]

Дуализм свойств света. При исследовании законов фотоэффекта в опытах по наблюдению рассеяния фотонов на электронах обнаруживается квантовая, корпускулярная природа света. Но вместе с тем свет обнаруживает способность к дифрагсции, интерференции, преломлению, отражению, дисперсии, поляризации и все эти явления полностью объясняются на основе представлений о свете как электромагнитной волне. [c.304]

Очевидно, что для неполяризованного света I i = 1 и Д = 0. Для света, отраженного от диэлектрика под углом Брюстера, I ц = = О и Д = 1007о, т.е. свет полностью поляризован. Вместе с тем для преломленной волны (при ф = фвр) мера поляризации отлична от 100"/о. Если сопоставить формулы Френеля для амплитуд преломленного света ( 20)11 и (- 2о) - то получим [c.89]

Показатель преломления алмаза равен 2,42, анатаса — 2,535 (для обыкновенного луча). Можно ли при однократном полном внутреннем отражении на этих материалах осуществить круговую поляризацию света Рассчитать необходимую форму куска и дать полную схему опыта (пренебрегая двойным лучепреломлением). [c.898]

При падении светового пучка под углом к нормали наблюдаются не только разные коэффициенты отражения, но и разные изменения фазы отраженных световых волн для 8- и р-поляризованных компонент пучка. Регистрация различий фазовых скачков для разных поляризаций света лежит в основе эффективного метода диагностики поверхности — эллипсометрии [4.29]. Величины фазовых скачков зависят от действительной и мнимой частей комплексного показателя преломления материала. Поскольку обе части зависят от температуры, эллипсометрию можно применить для измерения температуры поверхности. Первые работы по эллипсометрической термометрии монокристаллов кремния и германия появились 30 лет назад [4.30, 4.31]. [c.104]

Для расчетов отраженного света от поверхности прозрачных сред с показателем преломления п при угле падения света е пользуются формулами Френеля [1I3]. Если электрический вектор Е перпендикулярен к плоскости падения свеча, T0Pj = /j //, =sin (8—e )/sin (8 + + а ) sin е = sin в1п. Если вектор Е параллелен плоскости падения света, то р = / 1 ц — tg (в — e )/tg (в + а ), где и / — интенсивности отраженного и падающего света. Степень поляризации прн отражении Р = (pj — р )/(Pj + Р ц) становится равной 1, если р =0, т. е. если в + е = 90°. Отсюда следует, что отраженный свет становится линейно поляризованным. Этот случай соответствует условию tg 8р = я (закон Брюстера) [c.42]

ПОЛЯРИСКОП, пррхбор для обнаружения поляризации видимого света. П., приспособленный для количественного определения степени поляризации, ее характера (эллиптичности) и направления, называется поляриметром. Последнее обозначение чаще однако применяется к приборам, измеряющим только вращение плоскости поляризации (см. Поляриметры). Поляризация света обнаружив-ается 1) по интерференционным явлениям при двойном преломлении 2) по особенностям распространения поляризованных лучей в веществе при отражении, рассеянии и преломлении 3) по специфич. действиям поляризованного све- [c.165]

Спелля законом преломления % sin ф= = 2 sin X- П. с. сопровождается и отражением света, при этом сумма энергий преломлённого и отражённого пучков лучей (количеств, выражения для них следуют из Френеля формул) равна энергии падающего пучка. Их относит, интенсивности зависят от угла падения, значений п й 2 и поляризации света в падающем пучке. При нормальном падении отношение ср. энергий преломлённой и упавшей световых волн равно n nj пх- -п в существенном частном случае прохождения света из воздуха (п1 с большой точностью=1) в стекло с 2=1 5 оно составляет 96%. Если п Кпу и угол падения Ф агс81П (ng/tti), П. с. не происходит и вся энергия, принесённая на границу раздела падающей световой волной, уносится отражённой волной (явление полного внутреннего отражения). При любых ф, кроме ф=0, П. с. сопровождается изменением состояния поляризации света [наиболее сильным при т. н. угле Брюстера ф= = ar tg( 2/ 1), см. Брюстера закон], [c.583]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...