Взаимодействие электромагнитных волн с веществом. Электронная теория дисперсии. Нормальная и аномальная дисперсия. Закон Бугера. Рассеяние света.

Взаимодействие электромагнитных волн с веществом: В линейном приближении взаимодействие электромагнитных волн с веществом описывается небольшим числом параметров. Например, однородный и изотропный диэлектрик описывается одной величиной либо диэлектрической восприимчивостью , либо диэлектрической проницаемостью εr, которые являются функциями частоты. Скорость распространения и длина волны , распространяющейся в диэлектрике, зависят от диэлектрической проницаемости вещества εr, т. е. в веществе наблюдается дисперсия электромагнитных волн (дисперсией называется зависимость фазовой скорости распространения волны от ее частоты). От дисперсии зависит то, как распространяются электромагнитные волны разных частот в различных веществах .

Электронная теория дисперсии:

Классическая электронная теория дисперсии рассматривает дисперсию света как результат вынужденных колебаний электронов, входящих в состав атома, под действием поля электромагнитной волны.

Нормальная дисперсия — вид дисперсии света, при которой показатель преломления среды увеличивается с увеличением частоты световых колебаний.

Аномальная дисперсия — вид дисперсии света, при которой показатель преломления среды уменьшается с увеличением частоты световых колебаний.

Закон Бугера — Ламберта — Бера — физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде.

Закон выражается следующей формулой:

,

где I0 — интенсивность входящего пучка, l — толщина слоя вещества, через которое проходит свет, kλ — показатель поглощения (часто неправильноименуется коэффициентом поглощения).

Показатель поглощения характеризует свойства вещества и зависит от длины волны λ поглощаемого света. Эта зависимость называется спектром поглощения вещества.

Рассеяние света, изменение характеристик потока оптического излучения (света) при его взаимодействии с веществом. Этими характеристиками могут быть пространственное распределение интенсивности, частотный спектр, поляризация света. Часто рассеяние света называется только обусловленное пространственной неоднородностью среды изменение направления распространения света, воспринимаемое как несобственное свечение среды.