книги из ГПНТБ / Кизель В.А. Отражение света

2 7 8 ПРИМЕНЕНИЯ ЯВЛЕНИИ ОТРАЖЕНИЯ [ГЛ. 7

В прикладных измерениях это часто упускается из вида. Кривые Я(®), подобные изображенным па рис. 89—92, на опыте получаются весьма часто, но в ряде случаев имеются некоторые отклонения (не меняющие, однако, качественную картину) *).

Практически важно следующее. При реально встре­ чающихся значениях п0 не менее ~1,5 (обусловленных наличием матрицы или растворителя, а также вкладом других удаленных мощных полос поглощения) «неселек­ тивное отражение»

') О влиянии рассеяния и многократного отражения на форму контура см. подробнее в работах [122, 123].

2) В качестве примера укажем, что для растворов красителей, где силы осцилляторов очень велики, поглощение «на просвет» легко обнаруживается уже при концентрациях ІО-7— ІО-6 моль/л, но отра­ жение становится заметно селективным лишь около ІО"2 моль/л и вы­ ше (когда глубина проникновения света уже порядка десятка длин волн и менее).

взаимодействия с колебаниями молекул последнего (фо­ нонным спектром) — так называемых «динамических взаимодействий». Формулы для этого случая при лока­ лизованном возбуждении центра в отсутствие экситонных эффектов и связанной с ними пространственной дис­ персии даны А. С. Давыдовым [124]. Для полосы по­ глощения они дают гауссов контур и при ослаблении связи с растворителем постепенно переходят в (34.1) и (34.2) !) »(рис. 93). Подобными формулами хорошо опи­ сываются полосы примесных центров в кристаллах

Рис. 93. Кривые зависимости (л — I) и к от (<вр— со).

1 — по А. С. Давыдову; 2 — по формулам (34.1) н (34.2), затухание слабое.

(рис. 94 [126]), красителей в растворах (рис. 95, 96 [127]) и многие другие. При заметном поглощении кон­ тур становится асимметричным, как и контур (34.1) и (34.2).

Необходимо также иметь в виду, что в растворах контур полосы поглощения несколько деформируется за счет наложения (в грубом приближении аддитивном) дисперсии растворителя (когда полоса поглощения ши-

') О переходе от одной формы контура к другой см. также ра­ боту [125].

рока). Строго говоря, следует учесть, что взаимодейст­ вие с внутренним (кристаллическим) полем («статиче­ ское взаимодействие») в растворах, расплавах, твердой

Рис. 94. Дисперсия внутри F-полосы в NaCl.

Точки — данные эксперимента; / — (л—1) по А. С. Давыдову; / / — по формулам

(34.1) и (34.2); / / / — поглощение.

Рис. 95. а) Полоса отражения напыленного на различные стекла слоя крнсталлвиолета; б) определенные отсюда по способу А величины

п и х.

смотрена в цикле работ [128—132] и ряде других. Не входя в детали вопроса, следует отметить, что и в слу-

') Ср. также с рис. 48 и 49. Видно, как по мере увеличения дав­ ления, т. е. усиления влияния окружения увеличивается расхождение с формулами (34.1) и (34.2).

еще велико, возникает третья волна с очень оолыдими п, то в этой области (согласно [018]) может иметь ме­ сто столь сильное отражение, несмотря на малость к,

R

s \ \ од

1

\'Я

Ы-<°рва

з)

Рис. 97. Формы полосы отражения при различных формах экситон ных зон.

7'~'0° К. без учета п. д.; т Э(],ф экситонов < 0 (теория).

') Вопрос о применимости дисперсионных соотношений для треть­ ей волны (аналитичности функции в верхней полуплоскости), как и

][•;

вопрос о величине и роли поглощения, дискутировался в работе [136].

іо

i S

На рис. 99 показаны спектры отражения [119] СщО, снятые при разных условиях; видно, какую важную роль играет выбор условий (фбр~72°).

Рис. 99. Спектры отражения кристалла СіъО для разных углов падения qr.

а) для R ± ; б) для R ц .

На рис. 100 показано определение к (со) по R(a) [143] методом НПВО; результаты достаточно хорошие даже в случае, когда полоса отражения значительно ме­ нее отчетливо выявлена, чем полоса поглощения (см. также стр. 263 и 271).

Эти вопросы особенно важны, если приходится поль­ зоваться диффузным отражением (неполированный об­ разец, порошок, поликристалл, эмульсии, суспензии). Здесь могут реализовываться случаи отражений раз­ личной кратности и промежуточного захода луча в ве­

щество (см., например, рис. 101). В каждом случае форма полосы отражения, в согласии со сказанным ра­ нее, будет особей, и состав суммарного отраженного света сильно зависит от профиля поверхности или ха­ рактера измельчения и т. п. При этом сказываются на­ личие текстуры и поверхностные эффекты. В общем

колебательных частот.

виде подобные задачи решаются теорией диффузного отражения (см. § 17). Здесь мы рассмотрим лишь узко­ прикладные аспекты.

Методика определения п(а), %(©) вещества по па­ раметрам диффузно отраженного света далеко не полно разработана. Обзор состояния ее дан, например, в ра­ ботах [144—147] (ср. также [148, 149]). Весьма важно подчеркнуть, что для порошков, эмульсий и суспензий существует некоторая оптимальная степень дисперсно­ сти, при которой это определение наиболее точно. Усло­ вия наибольшей точности и пути определения необходи­ мой степени дисперсности см. [147, 150, 151]. Применя­

в определенных пределах, рассмотренных в [144], ибо зависимости п(и) у матрицы и исследуемого вещества различны.

В технических измерениях наиболее часто употреб­ ляется так называемая методика Кубелки — Мунка1) [153—156], хотя она несовершенна, устарела и теоре­ тические ее обоснования недостаточны. Некоторые

') Эта методика была предложена впервые Гуревичем [152].