Оптические методы исследования вещества. Волошина Т.В - 31 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ВГУ | Воронеж

Составители: 

Рубрика: 

31
Здесь ε
1
( ω) – вещественная часть, а ε
2
(ω) –мнимая часть диэлектрической
проницаемости.
Следует подчеркнуть, что n и k, с одной стороны, и ε
1
, ε
2
с другой,
являются равноценными по своей общности константами вещества,
макроскопическими параметрами, характеризующими взаимодействие
электромагнитной волны и поглощающей среды.
Общее аналитическое решение , позволяющее находить обе
оптические постоянные по измеренному коэффициенту отражения,
требует, по крайней мере , двух независимых измерений, например при
двух углах падения. Однако , если проводить измерения в широкой
области частот ω, то можно измерять R(ω) только при одном угле падения;
затем с помощью соотношений Крамерса — Кронига по спектру находят
фазу отражённой волны, а далее по формулам Френеля для амплитудных
коэффициентов отражения определяют n(ω) и k(ω).
Взаимосвязь макро- и микропараметров среды была обоснована
микроскопической электронной теорией X. А . Лоренца (1880),
рассматривающей электрон (атом) как осциллятор, а среду как набор
частиц-осцилляторов . Падающая световая волна вызывает колебания в
частицах, в результате чего они излучают волны, когерентные с
падающей. Вторичная волна одного атома действует на другие атомы и
вызывает их дополнительное излучение ; интерференция всех этих волн с
падающей объясняет все явления отражения и преломления. Если
расстояние между частицами <<λ (что справедливо для оптического
диапазона) и если плотность частиц одинакова во всём объёме среды, то
расчёт по молекулярной теории приводит к тем же выводам , что и
феноменологическая теория. Именно в «среде» вторичные волны «гасят»
падающую и создают преломлённую ; вне «среды» интерференция
вторичных волн приводит к образованию отражённой волны с
амплитудой, описываемой формулами Френеля. Если расстояние между
частицами сравнимо с λ (в рентгеновской области), то
феноменологическая теория неправомерна, необходим другой подход.
Тепловое движение частиц нарушает постоянство их плотности и
приводит к новому явлению — молекулярному рассеянию света.
Величина k связана с коэффициентом поглощения α=4πk⁄λ=2ωk/c,
который обычно определяется из фотометрических измерений. Параметр k
характеризует затухание амплитуды световой волны, которая при
прохождении расстояния, равного λ⁄2πk, ослабляется в e раз.
Это расстояние может служить мерой глубины проникновения
света в приграничный слой поглощающего вещества, где происходит
формирование отражённой волны. В слабо поглощающем веществе (k <
0,1) свет проникает на глубину порядка λ , а при сильном поглощении (k >>
0,1) глубина проникновения намного меньше λ . При отражении света от
границы с сильно поглощающим веществом электромагнитная волна не
может проникнуть в эту среду на значительную глубину, в результате чего

Страницы