Введение в спектроскопию диэлектриков. Часть I. Васильев А.Н - 24 стр.

UptoLike

4. Ðåàëüíî èññëåäóåìûå ïîâåðõíîñòè íå ÿâëÿþòñÿ ãåîìåòðè
-
÷åñêè èäåàëüíûìè. Äàæå ó êðèñòàëëîâ âûñîêîãî êà÷åñòâà
íà ïîâåðõíîñòè íàáëþäàþòñÿ ñòóïåíè ðîñòà. Ïî ìåðå óâå
-
ëè÷åíèÿ ýíåðãèè êâàíòîâ ïàäàþùåãî ñâåòà âûñîòà ýòèõ ñòó
-
ïåíåé ñòàíîâèòñÿ ñðàâíèìîé ñ äëèíîé âîëíû, è ïðè ýòîì
íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü âîçíèêíîâåíèå èíòåðôåðåíöèè ïðè
îòðàæåíèè. Åùå îäíî ñëåäñòâèå ãåîìåòðè÷åñêîé íåèäåàëü
-
íîñòè ïîâåðõíîñòè ïîÿâëåíèå äèôôóçíîé êîìïîíåíòû â
îòðàæåííîì ñâåòå, êîãäà ïîìèìî îòðàæåíèÿ ñâåòà ïîä óã
-
ëîì ïàäåíèÿ íàáëþäàåòñÿ ðàññåÿíèå ïî âñåì íàïðàâëåíè
-
ÿì. Ýòîò ýôôåêò òàêæå óñèëèâàåòñÿ ïðè ïåðåõîäå ê áîëåå
êîðîòêîâîëíîâîìó èçëó÷åíèþ. Ýôôåêò äèôôóçíîãî îòðà
-
æåíèÿ â ïîëíîé ìåðå ïðîÿâëÿåòñÿ â ñëó÷àå ðàáîòû ñ ïîëèê
-
ðèñòàëëàìè è ïîðîøêàìè, ñîñòîÿùèìè èç áîëüøîãî ÷èñëà
ìîíîêðèñòàëëèêîâ ðàçíîãî ðàçìåðà. Ïðè ýòîì íàáëþäàþò
-
ñÿ ìíîãîêðàòíîå îòðàæåíèå ñâåòà, ïðîõîæäåíèå óæå îòðà-
æåííîãî ñâåòà ÷åðåç ìèêðîêðèñòàëëû è ò. ä. Êîëè÷åñòâåí-
íîå îïèñàíèå ýòîãî ÿâëåíèÿ âîçìîæíî òîëüêî â äîñòàòî÷íî
ñïåöèôè÷åñêèõ ñëó÷àÿõ èç-çà ìíîæåñòâà ïàðàìåòðîâ, îïè-
ñûâàþùèõ ïîðîøîê è âëèÿþùèõ íà ïðîöåññû âçàèìîäåéñ-
òâèÿ ñâåòà ñ ïîðîøêîì (ñîîòíîøåíèå äëèíû âîëíû, ãëóáè-
íû ïðîíèêíîâåíèÿ
a
-1
è õàðàêòåðíîãî ðàçìåðà ÷àñòèö ïî-
ðîøêà, ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòèö ïî ðàçìåðàì è îðè-
åíòàöèè ãðàíåé ìèêðîêðèñòàëëîâ, îòíîøåíèÿ îáúåìà, çà-
íèìàåìîãî êðèñòàëëàìè ïîðîøêà, ê ñâîáîäíîìó îáúåìó
ìåæäó êðèñòàëëèêàìè è ò. ä.), ïîýòîìó èñïîëüçîâàíèå
äèôôóçíîãî îòðàæåíèÿ äëÿ êîëè÷åñòâåííîãî îïðåäåëåíèÿ
äèýëåêòðè÷åñêèõ êîíñòàíò ÿâëÿåòñÿ ÷ðåçâû÷àéíî ñëîæíîé
çàäà÷åé.
5. Ïðè âûâîäå ôîðìóë (1.18), (1.19) ïðåäïîëàãàëàñü èçîò
-
ðîïíîñòü âåùåñòâà. Â äåéñòâèòåëüíîñòè äëÿ ìíîãèõ òèïîâ
êðèñòàëëîâ íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü ýôôåêòû àíèçîòðîïèè,
êîãäà ñâåò ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ ñ ðàçíîé ñêîðîñòüþ â ðàçíûõ
íàïðàâëåíèÿõ â êðèñòàëëå. Ïðè ýòîì âìåñòî ñêàëÿðíûõ âå
-
ëè÷èí
e
1
è
e
2
ââîäÿòñÿ òåíçîðû
()
e
1
ij
è
()
e
2
ij
. Åñëè ãëàâ
-
íûå îñè ýòèõ òåíçîðîâ ñîâïàäàþò è ïåðïåíäèêóëÿðíû îä
-
íîé èç ãðàíåé êðèñòàëëà, òî ïðè èññëåäîâàíèè îòðàæåíèÿ
ñâåòà, íîðìàëüíî ïàäàþùåãî íà ýòó ãðàíü, ìîæíî ïîëó÷èòü
ñîîòâåòñòâóþùèå äèàãîíàëüíûå ýëåìåíòû ýòèõ òåíçîðîâ
âäîëü ðàññìàòðèâàåìîé îñè ïî îáû÷íûì ôîðìóëàì äëÿ
èçîòðîïíîãî êðèñòàëëà.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå òðåáóåòñÿ äî
-
âîëüíî ãðîìîçäêèé àíàëèç [23].
23
4. Ðåàëüíî èññëåäóåìûå ïîâåðõíîñòè íå ÿâëÿþòñÿ ãåîìåòðè-
   ÷åñêè èäåàëüíûìè. Äàæå ó êðèñòàëëîâ âûñîêîãî êà÷åñòâà
   íà ïîâåðõíîñòè íàáëþäàþòñÿ ñòóïåíè ðîñòà. Ïî ìåðå óâå-
   ëè÷åíèÿ ýíåðãèè êâàíòîâ ïàäàþùåãî ñâåòà âûñîòà ýòèõ ñòó-
   ïåíåé ñòàíîâèòñÿ ñðàâíèìîé ñ äëèíîé âîëíû, è ïðè ýòîì
   íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü âîçíèêíîâåíèå èíòåðôåðåíöèè ïðè
   îòðàæåíèè. Åùå îäíî ñëåäñòâèå ãåîìåòðè÷åñêîé íåèäåàëü-
   íîñòè ïîâåðõíîñòè — ïîÿâëåíèå äèôôóçíîé êîìïîíåíòû â
   îòðàæåííîì ñâåòå, êîãäà ïîìèìî îòðàæåíèÿ ñâåòà ïîä óã-
   ëîì ïàäåíèÿ íàáëþäàåòñÿ ðàññåÿíèå ïî âñåì íàïðàâëåíè-
   ÿì. Ýòîò ýôôåêò òàêæå óñèëèâàåòñÿ ïðè ïåðåõîäå ê áîëåå
   êîðîòêîâîëíîâîìó èçëó÷åíèþ. Ýôôåêò äèôôóçíîãî îòðà-
   æåíèÿ â ïîëíîé ìåðå ïðîÿâëÿåòñÿ â ñëó÷àå ðàáîòû ñ ïîëèê-
   ðèñòàëëàìè è ïîðîøêàìè, ñîñòîÿùèìè èç áîëüøîãî ÷èñëà
   ìîíîêðèñòàëëèêîâ ðàçíîãî ðàçìåðà. Ïðè ýòîì íàáëþäàþò-
   ñÿ ìíîãîêðàòíîå îòðàæåíèå ñâåòà, ïðîõîæäåíèå óæå îòðà-
   æåííîãî ñâåòà ÷åðåç ìèêðîêðèñòàëëû è ò. ä. Êîëè÷åñòâåí-
   íîå îïèñàíèå ýòîãî ÿâëåíèÿ âîçìîæíî òîëüêî â äîñòàòî÷íî
   ñïåöèôè÷åñêèõ ñëó÷àÿõ èç-çà ìíîæåñòâà ïàðàìåòðîâ, îïè-
   ñûâàþùèõ ïîðîøîê è âëèÿþùèõ íà ïðîöåññû âçàèìîäåéñ-
   òâèÿ ñâåòà ñ ïîðîøêîì (ñîîòíîøåíèå äëèíû âîëíû, ãëóáè-
   íû ïðîíèêíîâåíèÿ a -1 è õàðàêòåðíîãî ðàçìåðà ÷àñòèö ïî-
   ðîøêà, ôóíêöèè ðàñïðåäåëåíèÿ ÷àñòèö ïî ðàçìåðàì è îðè-
   åíòàöèè ãðàíåé ìèêðîêðèñòàëëîâ, îòíîøåíèÿ îáúåìà, çà-
   íèìàåìîãî êðèñòàëëàìè ïîðîøêà, ê ñâîáîäíîìó îáúåìó
   ìåæäó êðèñòàëëèêàìè è ò. ä.), ïîýòîìó èñïîëüçîâàíèå
   äèôôóçíîãî îòðàæåíèÿ äëÿ êîëè÷åñòâåííîãî îïðåäåëåíèÿ
   äèýëåêòðè÷åñêèõ êîíñòàíò ÿâëÿåòñÿ ÷ðåçâû÷àéíî ñëîæíîé
   çàäà÷åé.
5. Ïðè âûâîäå ôîðìóë (1.18), (1.19) ïðåäïîëàãàëàñü èçîò-
   ðîïíîñòü âåùåñòâà. Â äåéñòâèòåëüíîñòè äëÿ ìíîãèõ òèïîâ
   êðèñòàëëîâ íåîáõîäèìî ó÷èòûâàòü ýôôåêòû àíèçîòðîïèè,
   êîãäà ñâåò ðàñïðîñòðàíÿåòñÿ ñ ðàçíîé ñêîðîñòüþ â ðàçíûõ
   íàïðàâëåíèÿõ â êðèñòàëëå. Ïðè ýòîì âìåñòî ñêàëÿðíûõ âå-
   ëè÷èí e1 è e2 ââîäÿòñÿ òåíçîðû (e1 )ij è (e2 )ij . Åñëè ãëàâ-
   íûå îñè ýòèõ òåíçîðîâ ñîâïàäàþò è ïåðïåíäèêóëÿðíû îä-
   íîé èç ãðàíåé êðèñòàëëà, òî ïðè èññëåäîâàíèè îòðàæåíèÿ
   ñâåòà, íîðìàëüíî ïàäàþùåãî íà ýòó ãðàíü, ìîæíî ïîëó÷èòü
   ñîîòâåòñòâóþùèå äèàãîíàëüíûå ýëåìåíòû ýòèõ òåíçîðîâ
   âäîëü ðàññìàòðèâàåìîé îñè ïî îáû÷íûì ôîðìóëàì äëÿ
   èçîòðîïíîãî êðèñòàëëà.  ïðîòèâíîì ñëó÷àå òðåáóåòñÿ äî-
   âîëüíî ãðîìîçäêèé àíàëèç [23].
                              23