Хотя мы все время говорили о распространении волн в металлах, вы одновременно, должно быть, почувствовали универсальность явлений физики: нет никакой разницы в том, находятся ли свободные электроны в металле, в плазме, в ионосфере Земли или в атмосфере звезд. Чтобы понять распространение радиоволн в ионосфере, можно воспользоваться тем же выражением, разумеется, при надлежащих значениях величин N и t. Теперь мы можем видеть, почему длинные радиоволны поглощаются или отражаются ионосферой, тогда как короткие свободно проходят через нее. (Поэтому для связи с искусственными спутниками Земли должны применяться короткие волны.)
Мы говорили о распространении предельных высоко- и низкочастотных волн в металлах. Для промежуточных же частот необходимо использовать «полновесное» уравнение (32.42). В общем случае показатель преломления будет иметь вещественную и мнимую части, и при распространении волн в металлах происходит их поглощение. Очень тонкие слои металла прозрачны даже для обычных оптических частот. В качестве примера приведем специальные защитные очки для рабочих, работающих около высокотемпературных печей. Эти очки изготавливаются напылением на стекло очень тонкого слоя золота; стекло это достаточно прозрачно для видимого света и на просвет выглядит как зеленое, но инфракрасные лучи сильно поглощает.
И, наконец, от читателя невозможно скрыть тот факт, что многие из этих формул в некотором отношении напоминают формулы для диэлектрической проницаемости c, рассмотренные в гл. 10 (вып. 5). Диэлектрической проницаемостью c измеряется реакция материала на статическое электрическое поле, т. е. когда w=0. Если вы посмотрите повнимательнее на определение n и c, то обнаружите, что c есть не что иное, как предел n2 при w®0. В самом деле, положив в уравнениях этой главы w=0 и n2=c, мы воспроизведем уравнения теории диэлектрической проницаемости гл. 11 (вып. 5).
* Или записав — i=е-ip/2; Ц-i=e-ip/4 = соsp/4- isinp/4, что приводит к тому же результату.
* Взяты из справочника «Handbook of Physics and Chemistry».
* Всюду в этой главе мы будем пользоваться обозначениями, принятыми в гл. 31 (вып. 3); пусть a — атомная поляризуемость, как это определено здесь. В предыдущей главе мы пользовались буквой a для обозначения объемной поляризуемости, т. е. отношения Р к Е. Но в обозначениях этой главы P=Nae0E [см. выражение (32.8)].
Глава 33
ОТРАЖЕНИЕ ОТ ПОВЕРХНОСТИ
§1. Отражение и преломление света
§2. Волны в плотных материалах
§3. Граничные условия
§4. Отраженная и преломленная волны
§5. Отражение от металлов
§6. Полное внутреннее отражение
Повторить: гл. 33 (вып. 3) « Поляризация »
§ 1. Отражение и преломление света
Предметом обсуждения в этой главе будет преломление и отражение света и электромагнитных волн вообще от поверхности. О законах отражения и преломления света мы говорили уже в вып. 3. Вот что мы там выяснили:
1. Угол отражения равен углу падения. Причем углы определяются, как это показано на фиг. 33.1: