Раздел 4. Распространение света в веществе. § 1. Классическая электронная теория движения оптических электронов.

По классической электронной теории электромагнитные волны вызывают вынужденные колебания связанных электрических зарядов (электронов, ионов). Ионы тяжелее, поэтому их колебания заметны только при низких частотах, а в видимой и ультрафиолетовой части колеблются слабосвязанные с атомом оптические электроны.

При их колебаниях излучаются вторичные электромагнитные волны, при этом излучая тонкий слой близко расположенных к плоскости молекул, но количество этих молекул велико, так что образуемый вторичный фронт складывается с первичной волной. И прошедшие, и отраженные волны являются результатом интерференции первичной и вторичной волн.

На оптический электрон действуют силы -- оптическая со стороны поля, -- сила, удерживающая электрон вблизи иона и сила сопротивления

-- уравнение движения оптического электрона.

Решение уравнения дает зависимость r(t), след. дипольный момент молекулы , поляризованность среды Р= N e r(t)

-- коэффициент поглощения -- собственная частота, .

На частоте атом испускает свет.

§ 2. Дисперсия света.

Дисперсией называется зависимость показателя преломления света от частоты (и скорости распространения от частоты).

Область нормальной дисперсии, когда и n , область аномальной дисперсии, когда и n .

§ 3. Поглощение света.

Поглощением (абсорбцией ) света называется явление потери энергии световой волны, проходящей через вещество.

где -- коэффициент поглощения.

-- закон Бугера — Ламберта.

.

зависит от и для различных веществ различен. Газы—спектр поглощения линейчатый, диэлектрики—спектр поглощения сплошной, металлы непрозрачный.

§ 4. Поляризация света.

Свет со всевозможными хаотическими направлениями вектора E называется естественным. Естественный свет может стать частично или полностью поляризованным при взаимодействии с веществом (отражение, преломление, поглощение).

Оптическое устройство, которое преобразует проходящий через него, или отраженный от него естественный свет в поляризованный, называется поляризатором.

Принцип действия : разделяет луч естественного света на две линейно поляризованных компоненты, причем пропускает одну из них, а другую либо отклоняет, либо поглощает.

Плоскость, проходящая через ось и направление распространения излучения, называется плоскостью пропускания поляризатора. Степень поляризатора характеризует эффективность действия поляризатора : I—интенсивность, соответствующая двум перпендикулярным компонентам вектора Е.

Прибор, использующийся для получения плоско поляризованного света называется поляризатором.

Прибор, использующийся для исследования поляризации света, называется анализатором.

§ 5. Поляризация света при отражении. Угол Брюстера.

Для поляризации можно использовать явление отражения света от границ двух различных сред. Отраженный луч всегда частично поляризован, а для определения угла отражения, когда отраженный и прошедший лучи – перпендикулярны, поляризован полностью, причем плоскость поляризации перпендикулярна плоскости падения.