книги из ГПНТБ / Кизель В.А. Отражение света

270 ПРИМЕНЕНИЯ ЯВЛЕНИИ ОТРАЖЕНИЯ [ГЛ. 7

Выбор условий для получения наибольшей точности рассматривался как в цитированных работах, так и в других; выбор толщин слоя обсуждался в работах [113,

там табл. 6 были указаны некоторые методики расчетов

п2, п\, проводится в работе [116], а специфика приме­ нения в дальней инфракрасной области дана в рабо­ те [117].

Второй вариант, FTR, предназначен в основном для измерения величин п прозрачных веществ. Часть энер­ гии из среды 2 выводится в сторону с помощью прозрач­ ных призм или полусферы с достаточно большим п, приближаемых к отражающей поверхности раздела сред 1 и 2 на расстояние d.^% так, чтобы поверхности их были параллельны (известный «оптический телефон» Цейсса). Можно измерять отражение в среду 1 или про­ пускание образовавшегося тонкого зазора (см.гл .2 [3]).

В обоих вариантах одно из преимуществ заключает­ ся в избавлении от осложнений, связанных с интерфе­ ренцией в тонких кюветах.

Для практической спектроскопии и применений ме­ тод удобен тем, что спектр отражения близок по форме к спектру поглощения, а положения максимумов полос близки или почти точно совпадают. В ряде случаев для практических целей возможно далее (подробности см. в гл. 2, ссылка [3]) обходиться без пересчетов (всегда сложных); однако в общем случае игнорирование раз­ личия в спектрах может привести для некоторыхдлин волн к серьезны^ ошибкам (см. § 34).

Метод удобен также тем, что при его применении физически выделяются некоторые типы колебаний. Это объясняется тем, что скорости неоднородных волн в сре­ де 2 меняются с ср (см. примечание на стр. 83) и могут быть подобраны близкими к резонансам, или т. п. Так (см. гл. 2, ссылки [15]), предложен способ возбуждения

иисследования плазменных волн в хорошем металле, где « < 1 , т. е. условия похожи на ІіПВО. Скорость не­ однородных волн в металле меняется путем изменения ср

иможет быть подобрана равной сопл/&пл, что способст­ вует возбуждению.

Вработе [118] на одних и тех же объектах прове­ дены и сопоставлены измерения колебательных спектров методами В, 3) и НПВО. Оказалось, что первые лучше выявляют продольные оптические моды, а попереч­

ные— хуже, и только в перпендикулярной компоненте

(ср. стр. 263 и 264 и рис. 86, 99 и 100).

Методы, подобные НПВО, развиваются в последнее время в рентгеновской области. Явление НПВО можно

ным отражением, позволяет обнаруживать поверхност­ ную ориентацию и упорядоченность в твердых полиме­

Поэтому при произвольных зависимостях п( со), и (со) форма полосы отражения может быть любой, иначе го­

при иных значениях и, чем максимумы к (а). Некото­ рые ограничения могут накладываться лишь интеграль­ ными (в пределах от со=0 до со-э-оо) дисперсионными

Для реально встречающихся зависимостей п(со) и %(со) форма R (со) более определенна, ибо п и н функ­ ционально связаны.

Рассмотрим простейший случай изолированной по­ лосы поглощения для вещества молекулярной струк­ туры.

Спектральная зависимость параметров изолирован­ ной полосы поглощения, связанной с одиоосцидляторным дипольным переходом (в двухуровневой системе) для свободных атомов или молекул (например, в раз­ реженном газе), обычно удовлетворительно описывает­ ся «классическим дисперсионным контуром» [02, 06, 120, 121]

(34.1)

где Ni — число осцилляторов в 1 см3-, f — сила осцилля­ тора; Шр — резонансная частота; Г — «константа затуха­ ния».

На рис. 89 и 90 и в табл. 7 приведены некоторые ре­ зультаты наших расчетов по этим формулам ‘). Они мо­ гут быть применены для других значений а„, N u f, учи­

тывая, что эти величины входят только в сочетании —

Расчеты приведены для случая нормального падения, т. е.

р(га-1)3 + х3

* ~ (я + 1)3+ х 3 '

Из этих данных можно сделать следующие выводы:

1)полоса отражения значительно шире полосы по­ глощения;

2)она имеет менее острый максимум;

3)она всегда сдвинута относительно ар и %шкв в об­ ласть больших частот2);

') Расчеты проведены совместно с К. Ф. Луканиным, которому автор приносит благодарность.

3) В некоторых особых случаях, когда полоса поглощения имеет иное физическое происхождение, чем описываемая «одноосцилляторными» формулами (34.1) и (34.2), и когда га (со), вследствие особенно­ стей процесса, всюду > 1 , этот вывод может оказаться несправед­ ливым.

т>г

п ,х R

Рис. 89. Результаты расчета по формулам (34.1) и (34.2) для значе­ ний параметров, указанных в табл. 7;

ш =2 • 10«.

18 в. А. Кизель

7) в областях, где поглощение практически отсут­ ствует, п асимптотически приближается к единице, а R стремится к нулю.

Рис. 90. Результаты расчета по формулам (34.1) и (34.2) для значе­ ний 0) ^ = 2- ІО15;

а ) для значений N f = 5 • 101“ н Г = 2 • 10“ (/), 2 -IO10 — (2), 2 • 10" — (3)..6 • 10" — С*).

Если, кроме рассматриваемой полосы, есть и другие, достаточно далекие, чтобы их вклад в дисперсию мог изображаться постоянной величиной По (или поглощаю­ щие частицы находятся в прозрачных растворителях

или матрицах с показателем преломления п0для и ~ соР), то в правой части (34.1) и (34.2) вместо единицы сле­

дует поставить nt . В этом случае на кривой R (со) воз­ никает справа минимум.

Т а б л и ц а 7