Физическая энциклопедия - отражение света

явление, заключающееся в том, что при падении света (оптического излучения) из первой среды на границу раздела со второй средой вз-ствие света с в-вом приводит к появлению световой волны, распространяющейся от границы раздела обратно в первую среду. При этом по крайней мере первая среда должна быть прозрачна для падающего и отражаемого излучения.

Несамосветящиеся тела становятся видимыми вследствие О. с. от их поверхностей. Пространств. распределение интенсивности отражённого света определяется отношением размеров неровностей поверхности (границы раздела) к длине волны l падающего излучения. Если неровности малы по сравнению с l, имеет место правильное, или зеркальное, О.

с. Когда размеры неровностей соизмеримы с l или превышают её (шероховатые поверхности, матовые поверхности) и расположение неровностей беспорядочно, О. с. диффузно. Возможно также смешанное О. с., при к-ром часть падающего излучения отражается зеркально, а часть диффузно. Если же неровности с размерами =l и более расположены регулярно, распределение отражённого света имеет особый хар-р, близкий к наблюдаемому при О.

с. от дифракционной решётки. О. с. тесно связано с явлениями преломления света (при полной или неполной прозрачности отражающей среды) и поглощения света (при её неполной прозрачности или непрозрачности). Зеркальное О. с. отличает определ. связь положений падающего и отражённого лучей: 1) отражённый луч лежит в плоскости, проходящей через падающий луч и нормаль к отражающей поверхности; 2) угол отражения y равен углу падения j (рис.

1). Интенсивность отражённого света (характеризуемая отражения коэффициентом) зависит от j и поляризации падающего пучка лучей, а также от соотношения преломления показателей n2 и n1 второй и первой сред. Для отражающей среды диэлектрика эту зависимость количественно выражают Френеля формулы. Из них, в частности, следует, что при падении света по нормали к поверхности коэффициента 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; nст=1,5) он составляет »4%.

Рис. 1. Зеркальное отражение света: N нормаль к отражающей поверхности (границе раздела); j угол падения; y -угол отражения (j=y); Еp , Rp , Es, RSкомпоненты амплитуд электрич. вектора падающей и отражённой волн. Стрелками показаны выбранные положительные направления амплитуд колебаний. Хар-р поляризации отражённого света меняется с изменением j и различен для компонент падающего света, поляризованных параллельно (p-компонента) и перпендикулярно (s-компонента) плоскости падения (рис.

2). Рис. 2. Зависимость от угла падения j коэффициентов отражения rp и rs составляющих падающей волны, поляризованных соотв. параллельно и перпендикулярно плоскости падения. Кривые 1 относятся к случаю n2/n1=1,52 (верхняя шкала j), кривые 2-к случаю na/n1=9 (нижняя шкала j). При углах j, равных т. н. углу Брюстера (см. БРЮСТЕРА ЗАКОН), отражённый свет становится полностью поляризованным перпендикулярно плоскости падения (р-составляющая падающего света полностью преломляется в отражающую среду). Эту особенность зеркального О. с. используют в ряде поляризационных приборов. При j, больших, чем угол Брюстера, коэфф. отражения от диэлектриков растёт с увеличением j, стремясь в пределе к единице, независимо от поляризации падающего света.

При зеркальном О. с., как следует из ф-л Френеля, фаза отражённого света в общем случае скачкообразно изменяется. Если j=0 (свет падает нормально к границе раздела), то при n2>n1 фаза отражённой волны сдвигается на p, при n2< n1 остаётся неизменной. Сдвиг фазы в случае j?0 может быть различен для ри s-составляющих падающего света в зависимости от того, больше или меньше j угла Брюстера, а также от соотношения n2 и n1. О. с. от поверхности оптически менее плотной среды (n2 .