Почему луч частично отражается на границе раздела двух сред с разными показателями преломления?

724
1
0
14 сентября
17:37
сентябрь
2015

В вопросе не совсем понятно, на что делается ударение: на слово "отражается" или на слово "частично". Попробую ответить на оба вопроса.

Почему свет вообще отражается от границы сред? Если в двух словах, то потому что электроны в этих средах двигаются по-разному.

Причём здесь электроны? Когда свет бежит в среде, он взаимодействует с её атомами. Атомы состоят из электронов и ядер. Электроны значительно легче ядер, поэтому "откликаются" быстрее и сильнее, ядра же вообще существенной роли не играют.

Так вот, электроны, попадая в световую волну, начинают колебаться. Когда же электрон колеблется, он становится мини-антенной, излучающей свет. Этот свет складывается с тем светом, который прибежал в среду, и модифицирует его. Обычно это приводит просто к тому, что свет начинает распространяться в среде медленнее, чем в пустоте.

Электроны, однако, излучают не только вперёд, но и назад, но если среда однородна (не содержит границ с другими средами), то это излучение от электронов, находящихся в разных местах, складывается между собой так, что в результате получается ровно нуль. Но это только потому, что электроны всюду одинаковы. На границе же электроны в двух средах ведут себя по-разному, потому что среды состоят из разных атомов, и электроны в них по-разному связаны с ядром: где-то сильнее, а где-то слабее. В результате, излучение назад от электронов второй среды оказывается нескомпенсированным, что и проявляется как отражение.

Почему отражение только частичное? Потому что полное отражение может дать только полностью свободный электрон. Он движется в такт падающей световой волне и в точности повторяет её движение, компенсируя своим излучением эту волну. Но в результате возникает излучение, бегущее в обратную сторону: происходит полное отражение света. Почти полностью свободные электроны можно встретить, например, в металлах, именно поэтому они практически полностью отражают свет (стандартное зеркало - это стекло, покрытое тонким слоем металла). А вот в стекле, например, все электроны сильно связаны со своими ядрами в атомах, поэтому стекло отражает свет плохо.

7
0
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта