Преломление и отражение па поверхности металла

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]

ОТРАЖЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ВОЛНЫ ОТ ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА. КОМПЛЕКСНЫЙ ПОКАЗАТЕЛЬ ПРЕЛОМЛЕНИЯ [c.100]

Луч, падающий на совершенно гладкую поверхность металла, отражается от нее по закону зеркального отражения. В действительности поверхности имеют большую или меньшую шероховатость. В результате падающий на такую поверхность луч претерпевает отражения и преломления на выступах шероховатости. Когда величины выступов шероховатости сравнимы с длиной волны, то получаются также явления дифракции. [c.72]

ПРЕЛОМЛЕНИЕ И ОТРАЖЕНИЕ НА ПОВЕРХНОСТИ МЕТАЛЛА 571 [c.571]

Преломление и отражение на поверхности металла [c.571]

Интенсивность отраженной волны для неполяризованного излучения при его нормальном падении па поверхность определяется выражением / = /oQ. При падении на поверхность металла поляриз( -ванного излучения между компонентами отраженной и преломленной волн возникает разность фаз, вследствие чего излучение становится эллиптически поляризованным. При нормальном падении разность фаз между отраженной и падающей волнами [c.65]

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]

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]

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]

Оптический метод исследования напряжений применяется для решения задач о деформациях в пределах упругости. Однако имеются возможности расширения метода на упруго-пластические деформации, и такая работа сейчас ведется. Основная возможность состоит в том, что зависимости (8.13) между главными показателями преломления и главными удлинениями сохраняют силу и в некотором диапазоне пластических деформаций. Кроме того, имеются косвенные пути, один из которых — метод наклеенных пластинок. На исследуемую модель из металла в виде плоской пластинки с одной отшлифованной поверхностью наклеивается тонкая пластинка из оптически активного материала, предел упругих деформаций которого выше предельной упругой деформации испытуемого материала. Оптическая картина наблюдается в отраженном от зеркальной поверхности образца свете, дважды прошедшем слой оптически активного материала. При этом пластическим деформациям в металле до некоторого предела будут соответствовать упругие деформации в оптически активном слое. Этот метод также находится в стадии разработки. [c.360]

Широкое применение рентгеновских лучей в медицине и в технике основано именно на том, что показатель преломления для них практически не отличается от единицы. Глубина проникновения рентгеновских лучей в металлах больше, чем для видимого света, но во многих, других веществах она даже отдаленно не приближается к тем громадным глубинам проникновения, которых можно достичь в видимой или инфракрасной области. Прозрачная для видимого света атмосфера Земли полностью поглощает приходящее из космоса рентгеновское излучение (рентгеновская астрономия стала возможной только при выведении телескопов на спутниках за пределы атмосферы). Аналогично обстоит дело и в таких средах, как вода и стекло. Но видимый свет, для которого показатели преломления этих сред имеют значения около 1,5, чрезвычайно чувствителен к внутренним граничным поверхностям. В таких неоднородных средах, как, например, мышцы и другие ткани организма, происходит диффузное отражение света на многочисленных граничных поверхностях, разделяющих отдельные области, что делает эти среды непрозрачными для видимого света. Рентгеновские лучи, для которых во всех средах л 1, как бы не замечают этих граничных поверхностей. Поэтому шапка мыльной пены совершенно не прозрачна для видимого света (дает на экране черную тень) и полностью прозрачна для рентгеновских лучей. [c.97]

При рассмотрении оптических, фотометрических или светотехнических задач можно часто встретиться с указанием на отражение, преломление или рассеяние света, происходящее на поверхности предмета. Следует всегда иметь в виду, что, строго говоря, каждая поверхность представляет собой только геометрическую границу, разделяющую объемы, занятые разными веществами (например, воздух и стекло, воздух и металл, воздух и дерево, вода и песок). Сама по себе геометрическая поверхность не содержит никакого вещества и не может оказать какого-либо воздействия на падающее излучение. Любое оптическое явление — отражение, преломление или рассеяние света — определяется веществом, расположенным около границы раздела, т. е. около поверхности тела. [c.62]

Рассматривая законы отражения и преломления звуковых волн, падающих из воздуха на поверхность жидкости или на твёрдое тело, мы отмечали, что при отражении звуковых волн от твёрдой стенки практически вся энергия сосредоточена в отражённой волне, так как акустическое сопротивление ре твёрдого тела, например металла, неизмеримо больше, чем рс воздуха. При падении звуковых волн на твёрдое тело из жидкости в него проникает уже заметное количество энергии. В жидкостях и газах могут распространяться только продольные звуковые волны, поэтому при падении волн на границу раздела сред, из которых ни одна не есть твёрдое [c.379]

Однако при большой величине зерна однофазного сплава или чистого металла, или гетерофазного сплава с включениями, травящимися сильнее основы, наблюдаются и эффекты истинного отражения и преломления электронов при входе и выходе через плавно искривленную поверхность зерен. Рефлексы на электронограмме растягиваются тогда в направлении, перпендикулярном тени от образца (рис. 6). [c.172]

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]

При этом расчет коэффициента отражения от гладкой поверхности ведется по формулам Френеля, связывающей его значение с углами падения, показателями преломления сред и состоянием поляризации падающего света расчет коэффициента отражения от гладкой поверхности поглощающих сред (металлы, полупроводники) ведется с использованием комплексного показателя преломления с учетом поглощения в веществе. [c.57]

Распространение упругих высокочастотных волн происходит по аналогии с законами геометрической оптики, т.е. по законам отражения и преломления света. Если между искательной головкой и поверхностью контролируемой детали из стали будет воздушной зазор, то от него отразится вся энергия упругих волн. Зазор между преобразователем и контролируемым изделием должен быть заполнен контактной жидкостью. Для этого между искательной головкой и проверяемой деталью наносят тонкий слой минерального масла, что позволяет ввести в металл 10... 12% излучаемой головкой энергии. [c.286]

Высокий показатель преломления осажденного из пара слоя увеличивает не только разницу в яркости, но также сдвиги фаз волн, отраженных различными структурными составляющими. Так как увеличение сдвига фаз на поверхности раздела пленка— металл действует в том же направлении, что и увеличение толщины слоя, разность фаз волн от двух компонентов структуры будет вызывать смещение в спектре интерференционных минимумов, а интерференционный минимум для компонентов, которые обеспечивают наибольший сдвиг фаз, будет перемещаться к меньшим длинам волн. Следовательно, различия в сдвиге фаз вызывают различие цветов компонентов структуры. [c.45]

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]

I ормулы Френеля (3.8) — (3.9) остаются в силе и для волн, отраженных от поверхности металла, если в них рассматривать соБфг как комплексную величину, определяемую законом преломления (3.4) [c.162]

Такого рода исследование впервые было выполнено Тамманном. Он определял приблизительную толщину пленок, сравнивая в отраженном свете окраску поверхности металла, имеющего пленку, и слоя воздуха между стеклами, рассматривая его в проходящем свете. Толщины слоя воздуха, вызывающие разные окраски, имеются в таблице, составленной Роллетом. Толщина пленки на металле вычислялась делением толщины слоя воздуха, имеющего такую же окраску, как пленка на металле, на коэффициент преломления п окисла (или другого вещества пленки). [c.717]

В отличие от селективного отражения металлов, к-рое может быть весьма высоким (но всегда коаф. отражения R < 1), при П. в. о. для прозрачных сред Д = 1 для всех Я и не зависит практически от числа отражений. Следует, однако, отметить, что отражение от механически полированной поверхности из-за рассеяния в поверхностном слое чуть меньше единицы на величину 2-10-. Потери на рассеяние при П. в. о. от более совершенных границ раздела, наир, в волоконных световодах, ещё на неск. порядков меньше. Высокая отражат. способность границы в условиях П. в. о. широко используется в интегральной оптике, оптич. линиях связи, световодах и оптич, призмах. Высокая крутязна коэф. отражения вблизи ф р лежит в основе измерит, устройств, предназначенных для определенна показателя преломления (см. Рефрактометр). Особенности конфигурации эл.-магн. поля в условиях П. в. о., а также свойства латеральной волны используются в физике твёрдого тела для исследования поверхностных возбуждённых колебаний (плазмонов, поляритовов), находят широкое применение в спектроскопич. методах контроля поверхности на основе нарушенного П. в. о., комбинационного рассеяния света, люминесценции и для обнаружения весьма низких значений концентраций молекул и величин поглощения, вплоть до значений безразмерного показателя поглощения к 10". [c.27]

Если шов и околошовная зона представляют собой упругоанизотропные среды, помимо прямого отражения ультразвука от границы сплавления на ней наблюдаются также преломление и трансформация волн и появление ложных сигналов. Особенно это характерно для сварных соединений из сталей аустенитного класса. Н. Т. Азаровым и др. показано, что если скорость поперечных волн в шве на 18—20% ниже, чем в основном металле, на границе сплавления волна преломляется (рис. 7.71, а) и фиксируется интенсивный сигнал от донной поверхности. В частности, в сталях 08Х15Н52Т с присадком из стали ЭП-659 при прозвучивании ПЭП с р=40° на /=2,5 МГц этот сигнал по величине почти равен сигналу от бесконечной плоскости, нормальной лучу. На рис. 7.71,6, в приведены другие возможные причины появления ложных сигналов. [c.306]

Рассмотренный выше спец. случай, когда преломленная волна отсутствует и наблюдается только О. в., возможен не только нри определенных конечных значениях параметров, характеризующих свойства среды, но и как предельный случай, когда один из параметров, от к-рых зависит скорость распространения волн в среде, стремится к бесконечности, т. е. очень велик по сравнению с значением того же параметра для другой из соприкасающихся сред. Напр., если величина, обратная сжимаемости, для одной среды очень велика по сравнению с такой же величиной для второй среды, т. е. если первую среду можно считать почти несжимаемой, то скорость распространения звука в ней — оо соответственно возрастает и толщина слоя среды, прилегающего к границе раздела, к-рый должен двигаться как целое под действием падающей на эту границу волны. Т. к. масса этого слоя также сильно возрастает, то вследствие инерции он будет оставаться почти неподвижным. Тогда можно считать, ято от поверхности ночти несжимаемой и поэтому практически неподвижной среды происходит полное О. в. Аналогично полное отражение электромагнитных волн может происходить при падении волны на хорошо проводящую металлич. поверхность. В этом случао металл ведет себя, как тело, обладающее очень большим е при е —. со общие ф-лы отражения и преломления волн приводят к полному О. в. [c.563]

Коэфф. отражения у диэлектриков значительно меньше, чем у металлов (стекло с показателем преломления 71=1,5 отражает всего 4%). Однако, используя интерференцию света в многослойных комбинациях прозрачных диэлектриков, можно получить отражающие (в относительно узкой области спектра) поверхности с коэфф. отражения более 99% не только в видимом диапазоне, но и в УФ, что невозможно получить от 3. о. с металлич. поверхностями. Диэлектрич. 3. о. состоят из большого числа (13—17) слоёв диэлектриков попеременно с высоким и низким п. Оптическая толщина каждого слоя составляет А,/4 (см. Оптика тонких слоёв). Нечётные слогг делаются пз материала с высоким п (напр., из сульфидов цинка, сурьмы, окислов титана, циркония, гафния, тория), а чётные — из материала с низким п (фторидов магния, стронция, двуокиси кремния). Коэфф. отражения диэлектрич. 3.0. зависит не только от X, но и от угла падения излучения. [c.201]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...