Отражение излучения от оптически более плотной среды

 

Корректность любой физической теории проверяется очень просто – для этого нужно проверить в эксперименте справедливость законов, выведенных из этой теории.

Одним из законов, выведенных из электромагнитной теории, является закон Брюстера. Проверкой строгости его выполнения в физическом эксперименте можно подтвердить или опровергнуть справедливость электромагнитной теории.

«Закон Брюстера - "соотношение между показателем преломления n диэлектрика и таким углом падения на него естественного (неполяризованного) света, при котором отраженный от поверхности диэлектрика свет полностью поляризован". При этом отражается только компонента электрического вектора волны, перпендикулярная плоскости падения, т.е. параллельная поверхности раздела, а компонента , лежащая в плоскости падения, не отражается, а преломляется (рис. 6). Это происходит при условии tg = n. Угол называется углом Брюстера. Поскольку в силу закона преломления (r - угол преломления), то из закона Брюстера следует, что или , т. е. угол между отраженным и преломленным лучами составляет 90 . Закон Брюстера установлен в 1815 году.

Простейшее физическое толкование закона Брюстера состоит в следующем:электрическое поле падающей волны вызывает в диэлектрике колебания электронов, направление которых совпадает с направлением электрического вектора преломленной волны Е .

 

Рис. 6. Прохождение естественного (неполяризованного) света границы раздела двух сред с разной оптической плотностью под углом Брюстера.

 

Эти колебания возбуждают на поверхности раздела отраженную волну Е , распространяющуюся от диэлектрика. Но линейно колеблющийся электрон не излучает в направлении своих колебаний. Таким образом, в отраженной волне колебания электрического поля происходят только в плоскости, перпендикулярной плоскости падения.

Как показали специальные опыты, закон Брюстера выполняется недостаточно строго, а именно: при падении света под углом отраженный свет обнаруживает слабую эллиптическую поляризацию, а это означает, что электрическое поле отраженной волны содержит и компоненту в плоскости падения.

Небольшое отклонение от закона Брюстера объясняется существованием очень тонкого переходного слоя на отражающей поверхности раздела двух сред, где n переходит в n быстрым непрерывным изменением, а не скачком». [4]

Существование "очень тонкого переходного слоя на отражающей поверхности двух сред" не доказано до сих пор. Доказательство существования этого слоя тем более проблематично в связи с тем, что экспериментально толщина этого слоя зависит не от материала двух сред, а от длины волны. Толщина этого слоя для миллиметровых волн - порядка миллиметра, для сантиметровых волн - порядка сантиметра, для метровых волн порядка метра. Не обнаружить при желании такой тонкий переходный слой невозможно.

Таким образом, «недостаточно строгое» выполнение теоретического закона Брюстера, выведенного из электромагнитной теории, показывает «недостаточную строгость» электромагнитной теории в физическом явлении отражения от оптически более плотной среды.

Устранить не корректность теории можно введением специального принципа, подобного принципу Гюйгенса – Френеля для физического явления отражения от оптически более плотной среды.

Для корректной теории электромагнитного излучения это должен был бы быть пятый специальный принцип после соответствующих специальных принципов для интерференции, внутреннего отражения, преломления и дифракции электромагнитного излучения.