 |
 |
|
 |
|
|
ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА |
| Большая советская энциклопедия (БЭС) |
явление, заключающееся в том, что при падении света (оптического излучения (См. Оптическое излучение)) из одной среды на границу её раздела со 2-й средой взаимодействие света с веществом приводит к появлению световой волны, распространяющейся от границы раздела «обратно» в 1-ю среду. (При этом по крайней мере 1-я среда должна быть прозрачна для падающего и отражаемого излучения.) Несамосветящиеся тела становятся видимыми вследствие О. с. от их поверхностей.
Пространственное распределение интенсивности отражённого света определяется отношением размеров неровностей поверхности (границы раздела) к длине волны падающего излучения. Если неровности малы по сравнению с , имеет место правильное, или зеркальное, О. с. Когда размеры неровностей соизмеримы с или превышают её (шероховатые поверхности, матовые поверхности (См. Матовая поверхность)) и расположение неровностей беспорядочно, О. с. диффузно. Возможно также смешанное О. с., при котором часть падающего излучения отражается зеркально, а часть — диффузно. Если же неровности с размерами ~ и более расположены закономерно (регулярно), распределение отражённого света имеет особый характер, близкий к наблюдаемому при О. с. от дифракционной решётки (См. Дифракционная решётка). О. с. тесно связано с явлениями преломления света (См. Преломление света) (при полной или неполной прозрачности отражающей среды) и поглощения света (См. Поглощение света) (при её неполной прозрачности или непрозрачности).
Зеркальное О. с. отличает определённая связь положений падающего и отражённого лучей: 1) отражённый луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль к отражающей поверхности; 2) угол отражения равен углу падения . Интенсивность отражённого света (характеризуемая Отражения коэффициентом) зависит от и поляризации падающего пучка лучей (см. Поляризация света), а также от соотношения преломления показателей (См. Преломления показатель) n2 и n1 2-й и 1-й сред. Количественно эту зависимость (для отражающей среды — диэлектрика (См. Диэлектрики)) выражают Френеля формулы. Из них, в частности, следует, что при падении света по нормали к поверхности коэффициент отражения не зависит от поляризации падающего пучка и равен (n2 — n1)2/(n2 + n1)2; в очень важном частном случае нормального падения из воздуха или стекла на границу их раздела (nвозд 1,0; ncт = 1,5) он составляет 4%.
Характер поляризации отражённого света меняется с изменением и различен для компонент падающего света, поляризованных параллельно (р-компонента) и перпендикулярно (s-компонента) плоскости падения. Под плоскостью поляризации (См. Плоскость поляризации) при этом понимается, как обычно, плоскость колебаний электрического вектора световой волны. При углах , равных так называемому углу Брюстера (см. Брюстера закон), отражённый свет становится полностью поляризованным перпендикулярно плоскости падения (р-составляющая падающего света полностью преломляется в отражающую среду; если эта среда сильно поглощает свет, то преломленная р-составляющая проходит в среде очень малый путь). Эту особенность зеркального О. с. используют в ряде поляризационных приборов (См. Поляризационные приборы). При , больших угла Брюстера, коэффициент отражения от диэлектриков растет с увеличением , стремясь в пределе к 1, независимо от поляризации падающего света. При зеркальном О. с., как явствует из формул Френеля, Фаза отражённого света в общем случае скачкообразно изменяется. Если = 0 (свет падает нормально к границе раздела), то при n2 > n1 фаза отражённой волны сдвигается на , при n2 < n1 — остаётся неизменной. Сдвиг фазы при О. с. в случае 0 может быть различен для р- и s-составляющих падающего света в зависимости от того, больше или меньше угла Брюстера, а также от соотношения n2 и n1. О. с. от поверхности оптически менее плотной среды (n2 < n1) при sin n2 / n1 является полным внутренним отражением (См. Полное внутреннее отражение), при котором вся энергия падающего пучка лучей возвращается в 1-ю среду. Зеркальное О. с. от поверхностей сильно отражающих сред (например, металлов) описывается формулами, подобными формулам Френеля, с тем (правда, весьма существенным) изменением, что n2 становится комплексной величиной, мнимая часть которой характеризует поглощение падающего света. Поглощение в отражающей среде приводит к отсутствию угла Брюстера и более высоким (в сравнении с диэлектриками) значениям коэффициента отражения — даже при нормальном падении он может превышать 90% (именно этим объясняется широкое применение гладких металлических и металлизированных поверхностей в зеркалах (См. Зеркало)).
Отличаются и поляризационные характеристики отражённых от поглощающей среды световых волн (вследствие иных сдвигов фаз р- и s-составляющих падающих волн). Характер поляризации отражённого света настолько чувствителен к параметрам отражающей среды, что на этом явлении основаны многочисленные оптические методы исследования металлов (см. Магнитооптика, Металлооптика).
Диффузное О. с. — его рассеивание неровной поверхностью 2-й среды по всем возможным направлениям. Пространственное распределение отражённого потока излучения (См. Поток излучения) и его интенсивность различны в разных конкретных случаях и определяются соотношением между и размерами неровностей, распределением неровностей по поверхности, условиями освещения, свойствами отражающей среды. Предельный, строго не выполняющийся в природе случай пространственного распределения диффузно отражённого света описывается Ламберта законом. Диффузное О. с. наблюдается также от сред, внутренняя структура которых неоднородна, что приводит к рассеянию света (См. Рассеяние света) в объёме среды и возвращению части его в 1-ю среду. Закономерности диффузного О. с. от таких сред определяются характером процессов однократного и многократного рассеяния света в них. И поглощение, и рассеяние света могут обнаруживать сильную зависимость от . Результатом этого является изменение спектрального состава диффузно отражённого света, что (при освещении белым светом (См. Белый свет)) визуально воспринимается как окраска тел.
Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ.,2 изд., М., 1973; Дитчбёрн Р., Физическая оптика, пер. с англ., М., 1965; Миннарт М., Свет и цвет в природе, пер. с англ., М., 1958; Бреховских Л. М., Волны в слоистых средах, М., 1957; Толанский С., Удивительные свойства света, пер. с англ., М., 1969.
Н. А. Войшвилло.
0245092107.tif
Рис. 1. Зеркальное отражение света: N — нормаль к отражающей поверхности (границе раздела); — угол между падающим лучом и нормалью (угол падения); — угол между отражённым лучом и нормалью (угол отражения); = . Ep, Rp, Es и Rs — компоненты амплитуд электрич. вектора падающей и отражённой волн с колебаниями, соответственно лежащими в плоскости падения и перпендикулярными к ней. Стрелками показаны выбранные положительные направления амплитуд колебаний.
0244780845.tif
Рис. 2. Зависимость от угла падения коэффициентов отражения rp и rs; составляющих падающей волны, поляризованных, соответственно, параллельно и перпендикулярно плоскости падения. Кривые 1 относятся к случаю n2/n1 = 1,52, кривые 2 — к случаю n2/n1 = 9. Верхняя шкала относится к случаю n2/n1 = 1/1,52.
|
| Современная Энциклопедия |
| ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА, возвращение части светового пучка, падающего на границу раздела двух сред, "обратно" в первую среду. Различают зеркальное отражение света (размеры L неровностей на поверхности раздела меньше длины световой волны l) и диффузное (L? l). Несамосветящиеся тела становятся видимыми вследствие отражения света ими (например, Луна видна вследствие отражения ею солнечного света). При этом за счёт поглощения и рассеяния света меняется спектральный состав отражённого света, а именно отражённым светом обусловлен цвет тел. |
| Идеографический словарь |
^ отражение (от чего)
^ свет
отсвет. отсвечивать.
альбедо. альбедометр.
v рефлектор.
рефлектометр.
металлооптика. |
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
 |
|
|
