Отражение света на границе раздела двух сред
Рассмотрим несколько подробнее процесс отражения на границе двух сред.
Прежде всего вспомним, что мы говорили при анализе отражения света от металлического зеркала. При падении на поверхность металла волна, естественно, вызывает колебания находящихся в нем электронов. Эти колеблющиеся электроны, в свою очередь, влево и вправо от поверхности излучают плоские волны с амплитудой, равной по модулю амплитуде падающей волны и противоположной по знаку. То, что эти вторичный волны одинаковы следует из соображений симметрии, а изменение знака амплитуды следует из такого элементарного рассуждения. В направлении распространения падающей волны (в металле) волна не распространяется. Но она равна сумме волны падающей и излученной колеблющимися электронами. Значит, их амплитуды противоположны по знаку.
Обратите внимание - мы не анализируем характер движения электронов, не подсчитываем амплитуду их колебаний и амплитуду излучаемых волн и проч. Мы судим о одной из волн по результату сложения другой с падающей волной.
|
E0 E1^ E1úê a a b a b
E0 E0^ E0ú При падении луча света на границу раздела двух сред, когда возможно распространение волны (в отличии от металла) в обеих средах, происходят достаточно сложные процессы. И прежде всего сложности связаны с тем, что процесс отражения происходит по-разному для волн, колебания вектора электрического поля которых происходят перпендикулярно плоскости падения (E0^) и параллельно ей (E0úê). Любая волна представляет собой сумму волн с такими направлениями колебаний электрического вектора, но процессы отражения и преломления их мы рассматриваем по отдельности, одновременно их сравнивая. Введенные обозначения должны быть понятны из рисунка.
Отражение двух компонент с разными направлениями линейной поляризации происходит по-разному. Отраженная волна, как и в случае металлического зеркала, излучается колеблющимися электронами Среды, и их колебания происходят в направлении, перпендикулярном преломленному лучу. Вспомним особенности зависимости амплитуды излучаемой диполем в перпендикулярной и параллельной направлению его колебаний плоскостях. В первой амплитуда волны не зависит от направления, как это и следует из соображений симметрии. Иначе обстоит дело в параллельной направлению колебаний плоскости.
Дело в том, что в направлении, совпадающим с направлением
колебаний, диполь волну не излучает. Для произвольного направления, составляющим
угол q с направлением
колебаний диполя, амплитуда колебаний E = E0cos(q). Это
будет понятным, если вспомнить, что диполь можно представить как сумму
двух диполей - параллельного направлению излучения
Таким образом, в перпендикулярном преломленному лучу
направлении и при параллельной плоскости падения поляризации свет отразиться
не может: амплитуда отраженной волны в этом случае пропорциональна Это обстоятельство приводит к любопытному эффекту: при a+b=p/2 отражения света при такой поляризации не происходит. Такой угол падения называется углом Брюстера:
Коэффициентом отражения называют отношение интенсивности отраженного луча к интенсивности луча падающего. Они, в свою очередь, пропорциональны квадратам амплитуд колебаний соответствующих волн. Их значения даются формулами Френеля. Мы опустим вывод этих формул, но упомянуть о них необходимо:
Знак ’-’ перед отношениями тригонометрических функций означает, что при отражении от границы с оптически более плотной средой (a>b) отражение происходит с потерей полуволны. Соответственно, коэффициенты отражения
При
a+b=p/2 будет
|
Закон Кулона
Сила взаимодействия двух неподвижных точечных зарядов пропорциональна величине каждого из зарядов и обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними. Направление силы совпадает с соединяющей заряды прямой. Принцип суперпозиции Электричество и электромагнетизм
Закон Кулона установлен экспериментально, но его справедливость подтверждается и тем, что с опытом согласуются все выводы теории, в основе которой лежит этот закон.
Как показывает опыт, сила взаимодействия двух зарядов не изменяется при наличии третьего заряда. Поэтому, независимо от числа зарядов выражения можно использовать для вычисления силы взаимодействия каждой пары. Тогда при наличии многих зарядов сила, действующая на заряд 1 со стороны всех остальных зарядов есть
| Магнитное поле, электромагнитное взаимодействие
Основы специальной теории относительности
Развитие представлений о природе света Электромагнитная
теория света
Уравнение Эйнштейна для внешнего фотоэффекта Магнитные
свойства атомов
Электротехника краткий справочник Законы
Ома и Кирхгофа для электрической цепи Примеры решения
задач по электротехнике
Теоретические основы электротехники ТОЭ Метод
узловых потенциалов Метод
контурных токов
Баланс мощностей Резонанс
напряжений и токов Лабораторные и курсовые работы
Учебник по схемотехнике, альбом схем Курс
лекций по атомной физике
|