Как отражается свет?

ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА (далее - О. с. ) - возникновение вторичных световых волн, распространяющихся от границы раздела двух сред "обратно" в первую среду, из которой первоначально падал свет. При этом по крайней мере первая среда должна быть прозрачна для падающего и отражаемого излучений. Несамосветящиеся тела становятся видимыми вследствие О. с. от их поверхностей.

Пространств. распределение интенсивности отражённого света зависит от соотношения между размерами неровностей h поверхности (границы раздела) и длиной волны падающего излучения. Если h то О. с. направленное, или зеркальное. Когда размеры неровностей h или превышают её (шероховатые, матовые поверхности) и расположение неровностей стохастическое, О. с. - диффузное. Возможно также смешанное О. с. , при котором часть падающего излучения отражается зеркально, а часть диффузно. Если же неровности с размерами расположены каким-либо регулярным образом, то распределение отражённого света имеет особый характер, близкий к наблюдаемому при О. с. от дифракц. решётки.

Зеркальное О. с . характеризуется связью положений падающего и отражённого лучей:
1) отражённый, преломлённый и падающий лучи и нормаль к плоскости падения компланарны;
2) угол падения равен углу отражения. Совместно с законом прямолинейного распространения света эти законы составляют основу геометрической оптики. Для понимания физических особенностей, возникающих при О. с. , таких, как изменение амплитуды, фазы, поляризации света, используется электро-магнитная теория света, в основе которой лежат уравнения Максвелла. Они устанавливают связь параметров отражённого света с оптическими характеристиками вещества
- оптическими постоянными п и составляющими комплексного показателя преломления п
- отношение скорости в вакууме к фазовой скорости волны в веществе,
- гл. безразмерный показатель поглощения. Параметры отражённого света могут быть получены из уравнения волны, которое удовлетворяет решению уравнений Максвелла:

где Е 0 - нач. амплитуда волны, распространяющейся в поглощающей среде, - круговаячастота, - длина волны, z - направление распространения волны, t - время.

Величина связана с натуральным показателем поглощения который обычно определяется из традиционных фотометрических измерений ( см. Бугера - Ламберта - Бера закон) . Параметр характеризует затухание амплитуды световой волны, которая при прохождении расстояния, равного ослабляется в е раз.

Это расстояние может служить мерой глубины проникновения света в приграничный слой поглощающего вещества, где происходит формирование отражённой волны. В слабо поглощающем веществе ( < 0,1) свет проникает на глубину порядка, а при сильном поглощении ( 0,1) глубина проникновения намного меньше. При О. с. от границы с сильно поглощающим веществом эл--магн. волна не может проникнуть в эту среду на значит. глубину, в результате чего поглощается только малая часть энергии и на малом участке пути, а большая часть отражается.

При падении световой волны по нормали к идеально плоской поверхности амплитуды отражённой и преломлённой световых волн могут быть получены из уравнения волны в предположении непрерывности тангенциальных составляющих электрич. вектора при переходе из одной среды в другую. С учётом оптич. свойств границы раздела сред непосредственно получают связь между амплитудами волн падающей, отражённой и прошедшей. При нормальном падении света амплитудный коэф. отражения

где n 1 и - показатели преломления граничащих сред.

Энергетич. коэф. отражения, характеризующий мощность отражённой волны R = | r| 2, а для границы воздух - среда.. .
Полный текст читайте в источнике: http://femto.com.ua/articles/part_2/2706.html