ОТРАЖЕНИЕ СВЕТАМеталлическое отражение, в противоположность отражению от прозрачных сред, характеризуется наличием в отражающей среде электронов проводимости, благодаря чему эти среды обладают очень большим коэффициентом поглощения и, вместе с тем, большим коэффициентом отражения.
Законы правильного отражения. При правильном О. с. отраженный луч отбрасывается лишь в одном определенном направлении, зависящем от направления падающего луча. Угол (р, образованный падающим лучом с перпендикуляром к отрар . жающей поверхности в точс* ’ ке падения луча, называется углом падения. Угол <р' между этим же перпендикуляром и отраженным лучом называется углом отражения (рис. 1). — Экспериментально установлены следующие законы правильного (зеркального) отражения: 1) лучи падающий и отраженный лежат в плоскости, проходящей через перпендикуляр к отражающей поверхности, восстановленный в точке падения. Эта плоскость называется плоскостью падения. 2) Угол падения равен углу отражения. Теоретически эти законы нетрудно получить на основе электромагнитной теории света (см.).
Правильное отражение на границе раздела двух прозрачных изотропных сред. Не менее важным, чем вопрос о направлении распространения отраженного света, является вопрос о том,
Рис. 2.
какая часть света будет отражаться в первую среду в зависимости от угла падения и от оптич. свойств первой и второй среды. Электромагнитная теория света дает различные значения для отраженного света, в зависимости от характера поляризации падающего света. Если падающий свет поляризован в плоскости, перпендикулярной плоскости падения, то отношение интенсивностей отраженного и падающего света дается выражением р
1 — io
fg2 (у-у) tg2 (ф+v) ’
rn w
где <p — угол падения, — угол преломления (рис. 2), 1к — интенсивность отраженного луча, /о — интенсивность падающего света, R± — коэфф, отражения для компоненты, поляризованной перпендикулярно плоскости падения.
Если <р + у) = j, то R= 0, и (рис. 3) cos ср = = siny>, sin, где п — относительный показатель преломления; следовательно в этом случае tgy = n. (2) Угол <р, удовлетворяющий условию (2), называется углом полной поляризации (или углом Брюстера), т. к. при этом в отраженном свете полностью отсутствует компонента, поляризо — 646 ванная перпендикулярно плоскости падения. Для компоненты, поляризованной в плоскости падения, имеем: _ JPn_sin2 (у-у) вп — ПУ “ sin2 (у+у) (3) где . Кн — коэффициент отражения для света, поляризованного в плоскости падения. Неполяри* зованный свет состоит наполовину коэффициент отражение из поляризованного в плоскости падения и наполовину из поляризованногоперпендикулярно плоскости падения. Так как компоненты, которые поляризованы во взаимно-перпендикуРис. 4. лярных плоскостях, не интерферируют, то в этом случае можно просто складывать интенсивности отраженных лучей. Следовательно, коэффициент отражения R в этом случае будет: _ЯЛ +R|| _ IKJ. + *Вц _ K_ 2 “ 2I0 A f tg2 (у-у) | sin2 (y — y>) i . 2 I tg2 (9>+V) "T Sin2 (ф+у) J W На рис. 4 дан график зависимости R от угла падения <р. Для случая нормального падения коэффициент отражения определяется выражением: (5) Для п=1, 5 2? о=0, 04, т. е. отраженный свет составляет приблизительно 4% падающего света. Эти выводы теории находятся в хорошем согласии с результатами фотометрических измерений. Полное внутреннее отражение. Если свет идет из среды с меньшим показателем преломления в среду с бблыпим показателем преломления, то свет при любом угле падения от 0° до может войти во вторую среду. Если угол падения изменяется от 0° до то угол преломления будет меняться от О до arcsin — i-, т. е. проникший во вторую среду свет может итти только в границах конуса с углом 2 arcsin ~ (рис. 5). Если, наоборот, свет падает из второй среды на поверх — Рис. 5. Рис. 6. arc sin — i-, то имеет место явление полного внутреннего отражения (рис. 6). Действительно, если <р=arcsin то siny>=l, cosip=0. Подста вив эти значения в выражение (4), получим: 21*
