Отражение и преломление на границе двух сред

Вполне справедливо будет сказать, что Гюйгенс сумел дать теорию волн, объясняющую отражение и преломление на границе двух сред, в каждой из которых волны распространяются с разными скоростями, иначе говоря, с разными скоростями передается движение от одной частицы к другой. [c.260]

ОТРАЖЕНИЕ И ПРЕЛОМЛЕНИЕ НА ГРАНИЦЕ ДВУХ СРЕД [c.37]

Принцип обратимости заключается в следующем. При явлениях отражения или преломления на границе двух сред встречные лучи остаются взаимными, е. при изменении направления луча на встречное их взаимное располо кение не меняется. Принцип обратимости сохраняет свою силу при любом числе отражений и преломлений. На своем пути луч может ослабляться в результате явлений поглощения энергии на поверхностях тел или поглощения и рассеивания в среде. Акты ослабления энергии луча будут в одинаковой степени влиять на оба встречных луча, поэтому при равенстве начальных энергий встречных пучков лучей их конечные энергии будут равны. Принцип обратимости впервые был высказан Гельмгольцем [8]. Как следствие этого принципа получается, что [8] при термодинамическом равновесии любых испускающих и поглощающих тел та часть энергии (определенной части спектра), испускаемой телом А, которая поглощается каким-либо другим телом В, равна той части энергии той же части спектра, испускаемой телом В, которая поглощается телом А. Отсюда следует, что любые два тела при термодинамическом равновесии обмениваются посредством излучения равными количествами энергии. [c.71]

С точки зрения геометрической оптики, источником света является точка, луч света — линия, по которой распространяется свет, световой поток — совокупность световых лучей. Б однородной прозрачной среде свет распространяется от источника прямолинейно во все стороны с одинаковой скоростью. Световые лучи в пучке не влияют один на другой. Угол отражения луча от поверхности равен углу падения, а угол падения и преломления на границе двух сред связаны зависимостью [c.85]

Проанализируем найденные соотношения. Прежде всего рассмотрим относительные интенсивности отраженной и преломленной волн. Для энергетического описания процессов на границе двух сред ранее был введен коэффициент отражения Я = = ( io/ oo) Найдем зависимость коэффициента отражения (R от угла падения. [c.84]

В такой первоначальной форме принцип Гюйгенса говорит лишь о направлении распространения волнового фронта, который формально отождествляется с геометрической поверхностью, огибающей вторичные волны. Таким образом, речь идет собственно о распространении этой поверхности, а не о распространении волн, и выводы Гюйгенса относятся лишь к вопросу о направлении распространения света. В таком виде принцип Гюйгенса является, по существу, принципом геометрической оптики и, строго говоря, может применяться лишь в условиях пригодности геометрической оптики, т. е. когда длина световой волны бесконечно мала по сравнению с протяженностью волнового фронта. В этих условиях он позволяет вывести основные законы геометрической оптики (законы преломления и отражения). Рассмотрим для примера преломление плоской волны на границе двух сред, причем скорость волны в первой среде обозначим через 01, во второй — через [c.19]

Разобранные в настоящей главе случаи интерференции света дают возможность наблюдать это явление на специально осуществляемых опытах. Однако явление встречи двух или нескольких когерентных волн, между которыми наблюдается интерференция, имеет место, по существу, во всяком оптическом процессе. Распространение света через любое вещество, преломление света на границе двух сред, его отражение и т. д. суть процессы такого рода. Распространение света в веществе сопровождается воздействием световой электромагнитной волны на электроны (и ионы), из которых построено вещество. Под действием световой волны эти заряженные частицы приходят в колебание и начинают излучать вторичные электромагнитные волны с тем же периодом, что и у падающей волны. Так как движение соседних зарядов обусловливается действием одной и той же световой волны, то вторичные волны определенным образом связаны между собой по фазе, т. е. являются когерентными. Они интерферируют между собой, и эта интерференция позволяет объяснить явления отражения, преломления, дисперсии, рассеяния света и т. д. Мы познакомимся в дальнейшем с объяснением перечисленных явлений с указанной точки зрения. В настоящем же параграфе мы остановимся на одном частном случае из описанного ряда явлений. [c.89]

Первоначально Шредингер предпринял попытку истолковать корпускулы, и в частности электроны, как волновые пакеты. Эта попытка потерпела неудачу пакеты с течением времени расплываются 1 и могут даже разделиться на две части, а необходимым признаком элементарных частиц является их неделимость. Так, электрон не может в процессе дифракции разделиться на части, тогда как волна, например, на границе двух сред разделяется на отраженную и преломленную. [c.18]

В предыдущих разделах было показано, что в твердой среде могут распространяться два типа упругих волн. Установлено, что при падении волны любого типа на границу двух сред происходит как отражение, так и преломление. В более общем случае возникают четыре различные волны волна каждого типа отражается, и волна каждого типа преломляется. [c.30]

Соотношение между показателями преломления П1 и П2 выбирается в оптической схеме 3 таким образом, чтобы равномерно распределить световой поток по глубине пластины при выбранной ширине осветителя. Это обеспечивает равномерное распределение интенсивности на фронтальной выходной поверхности за счет отражения нужной доли излучения на границе двух сред. [c.588]

ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА происходит на границе двух различных сред и неразрывно связано с преломлением света. Если показатели преломления (см.) обеих сред одинаковы, то О. с. не существует, хотя бы среды были совершенно различны по другим свойствам. Законы О. с. принимают простой вид для случая гладкой поверхности раздела, т. е. такой поверхности, неровности и шероховатости к-рой малы в срав- [c.224]

В этой главе мы воспользуемся представлением об импедансе, чтобы понять поведение бегущей волны на границе двух сред. Мы начнем с того, что в п. 5.2 рассмотрим сосредоточенную активную нагрузку и условия, при которых эта нагрузка может быть согласована со средой, в которой распространяется волна. Это приведет нас к понятию эквивалента ), при помощи которого можно ограничивать электромагнитные волны без отражения. В п. 5.3 мы рассмотрим отражения, возникающие вследствие несогласованности импедансов. Обобщая результаты, полученные для передающей линии, мы увидим, как происходит отражение света на границе двух сред, где показатель преломления испытывает разрыв непрерывности. Изучение многократного отражения в п. 5.5 позволит нам использовать обыкновенное стекло для определения среднего времени жизни возбужденных атомов неона. [c.210]

При падении волны с волновым вектором к на границу двух сред с различными показателями преломления возникают отраженная волна с волновым вектором и проходящая [c.193]

В. Возможны и другие, более сложные типы поляризации. Напр., если конец вектора Е, изображающего возмущение, описывает эллипс или окружность в плоскости колебаний (рис. 8,6), то имеет место эллиптическая или круговая поляризация. Скорость распространения поперечных В. может зависеть от состояния 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. [c.69]

Это условие имеет простое физическое объяснение. Коэффициент отражения на границе двух сред зависит только от относительного показателя преломления (подробнее см. главу И). На границе воздух-пленка он равен на границе [c.105]

Фиг. 377. Отражение и преломление продольной волны на границе двух сред.

Для определения скорости ультразвуковых волн в непрозрачных твёрдых телах помимо описанных выше, в главе И, методов, а именно — импульсного метода и метода, основанного на определении частоты собственных колебаний стержня, используется также определение коэффициента преломления или предельного угла полного внутреннего отражения звукового луча на границе какой-либо жидкости с исследуемым твёрдым телом или вообще на границе двух сред [46, 227, [c.227]

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]

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]

По-прежнему ограничимся случаем плоских волн. Рассмотрим нормальное падение волны на границу раздела, а затем исследуем наклонное падение и выведем законы отражения и преломления электромагнитных волн. Введем основные понятия и обозначения и получим фазовые и амплитудные соотношения на границе раздела двух диэлектриков (формулы Френеля). Используя полученные соотношения, решим ряд задач, научное и прикладное значение которых весьма велико. Распространяя метод на случай границы раздела диэлектрик — проводник, получим основные сведения об электромагнитной волне в проводящей среде. В заключение рассмотрим возникновение светового давления. Таким образом еще раз убедимся, что теория Максвелла позволяет получить информацию о весьма разнообразных физических явлениях. [c.71]

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]

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]

Аналогичные формулы нетрудно получить и для магнитных векторов. Соотношения (16.22) — (16.25) носят название формул Френеля. Они были впервые выведены Френелем при рассмотрении прохождения упругой волны через границу двух сред. Вывод Френеля принципиально несостоятелен, так как из условий, которые должны соблюдаться на границе раздела двух упругих сред, следует, что если даже падающая волна строго поперечна, то отраженная и преломленная волны должны обладать продольными компонентами. Отсутствие продольных световых колебаний вынудило Френеля ввести добавочную гипотезу относительно свойств эфира, исключающую продольные волны. Электромагнитная теория света без каких-либо искусственных гипотез непосредственно приводит к формулам Френеля, хорошо оправдывающимся на опыте. [c.15]

Рис. 6.20. Отражение и преломление продольной волны на границе раздела двух твердых сред

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]

Направления волновых векторов отраженной волны к и однородной прошедшей волны к , векторов поляризации и и амплитуды отраженной и прошедшей волн и I определяются из граничных условий. Оказывается, что нелинейный источник излучает в некотором нлправлении обратно в вакуум и в некотором направлении в среду (в более общем случае анизотропной среды—в двух направлениях). Рассматриваемая задача очень похожа на задачу об отражении и преломлении на границе линейной среды, за исключением того обстоятельства, что здесь роль падающей волны играет неоднородная волна с амплитудой, пропорциональной рмьз [c.337]

Рис. 2.24. Схема расположения электрпчегкпх векторов прп преломлении на границе двух сред [а) и зависимость коэффициентов отражения от угла падения i на границу раздела сред с i . = 1,073, Rq = i (б).

НЕЙТРОННАЯ ОПТИКА, раздел нейтронной физики, в рамках к-рого изучается вз-ствие медленных нейтронов со средой и с эл.-магн. и гравитац. полями. В условиях, когда длина волны де Бройля нейтрона Х=Штр т — масса нейтрона, V — его скорость) сравнима с межат. расстояниями или больше их, существует нек-рая аналогия между распространением в среде фотонов и нейтронов. В Н. о., так же как и в световой оптике, есть неск. типов явлений, описы ваемых либо в лучевом приближении (преломление и отражение нейтронных пучков на границе двух сред), либо в волновом (дифракция в периодич. структурах и на отд. неоднородностях). Комбинационному рассеянию света соответствует неупругое рассеяние нейтронов круговой поляризации света можно сопоставить (в первом приближении) поляризацию нейтронов. Аналогию между нейтронами и фотонами усиливает отсутствие у них электрич. заряда. Однако в отличие от квантов эл.-магн. поля не троны, двигаясь в среде, в осн. взаимодействуют с ат. ядрами, обладают магн. моментом и массой покоя, вследствие чего скорость распространения тепловых нейтронов в 10 —10 раз меньше, чем для фотонов той же длины волны. [c.453]

Первый из рассмотренных трех случаев (рис. 102) можно толковать как отражение частиц от некоторой плоскости (параллельной обкладкам конденсатора), а два других (рис. 103 и 104) — как преломление траекторий. Преломление это происходит не на границе двух сред, как это обычно происходит в оптике, а во всем пространстве внутри конденсатора. Однако величина угла преломления при данной начальной скорости частиц зависит только от изменения продольной состав-ляюи ей скорости частиц, т. е. в конечном счете от напряжения на конденсаторе ( и не зависит от расстояния между его обкладками). Изменение направления движения частиц, т. е. искривление траекторий [c.208]

Так как толщина зерен может быть измерена только приближенно, определение некоторых оптических свойств минерала невозможно. Минерал определяют лишь по показателю преломления света (в частности, это метод Бекке). Однако распознавание световых полос для частиц, толщина которых соизмерима с длинами световых волн, ненадежно и трудно. При очень маленьких частицах световая кайма может возникнуть не вследствие преломления, а вследствие полного внутреннего отражения на границе двух сред. Кайма появляется (при малых частицах) с увеличением дифракции на ребрах, из-за чего световая кайма по сравне- [c.24]

Отметим, что наличие во второй среде только одной (преломленной) волны, уходящей от границы, не следует непосредственно из уравнений Максвелла, а основано на дополнительном пред- Направления па-положении, известном как усмвие излучения. ойГп лЗе Можно обеспечить выполнение граничных уело-ВИЙ, предполагая во второй среде наличие двух волн, одна из которых распространяется от границы, другая — к границе. Так пришлось бы поступать при исследовании волнового процесса не в полубесконечной среде, а в слое, ограниченном с двух сторон (в плоскопараллельной пластинке). Разные предположения приводят к разным результатам. Условие излучения,. связанное с принципом причинности, дает критерий отбора имеющих физический смысл решений возбуждаемое тело может порождать лишь уходящие от него волны (отраженные, рассеянные и т. п.). В задаче о преломлении на границе полубесконечной среды физический смысл имеет решение, основанное на предположении о наличии только трех волн падающей, отраженной и преломленной. [c.143]

Отражение и преломление на одной границе ). Изучение отражения и преломления на одной изолированной плоской границе раздела двух сред является основным звеном расчета многократных отражений в слоистой среде. Вместе с тем изучение однократного лкта отражения — преломления вскрывает важные качественные особенности явления. [c.295]

Рис. 3-4. Схема отражения и преломления продольной звуковол волны на границе двух сред.

На границе двух сред с различными показателями преломления свет исш.ггывает как отражение, так и преломление. [c.45]

Фиг. 378. Отражение и преломление продольной волны на границе двух сред. а—железо, б—декорит.

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...