AllPhysics.ru

НАРУШЕННОЕ ПОЛНОЕ ВНУТРЕННЕЕ ОТРАЖЕНИЕ (НПВО), явление, основанное на проникновении световой волны из оптически более плотной среды (с показателем преломления n₁) в менее плотную среду (с показателем преломления n₂) на глубину порядка длины волны при полном внутреннем отражении. Нарушение полного внутр. отражения заключается в том, что коэфф. отражения света R от границы раздела сред становится меньше единицы вследствие поглощения света в слое, в к-рый проникает волна в отражающую среду. Степень ослабления отражённой волны зависит от поляризации падающей волны и пропорц. показателю поглощения c₂ второй среды, а спектр НПВО подобен спектру поглощения этой среды. Нарушение полного внутр. отражения, несущественное для геом. оптики, послужило основой для развития т. н. спектроскопии НПВО, имеющей ряд преимуществ перед традиц. методами исследования спектров отражения и поглощения. Особенно эффективен метод НПВО для исследований поверхностных оптич. св-в объектов, а также для сильно поглощающих сред. Схема измерения оптич. постоянных приведена на рисунке (I₀ — интенсивность падающей, а I — отражённой световой волны). Для выполнения условия полного внутр. отражения (n₂<<n₁) исследуемое в-во приводится в идеальный контакт с оптич. элементом (обычно призмой), прозрачным в выбранном диапазоне частот, с большим n₁ (кристаллы — корунд, фианит, германий и др., оптич. керамика, халькогенидные стёкла и т. п.). Нужный контакт легко достигается при исследовании жидкостей. Тв. тела приводятся в оптический контакт с вспомогат. оптич. элементом или в кач-ве среды с большим n₁ используется специально выбранная жидкость. В рентг. диапазоне эл.-магн. волн вспомогательный оптич. элемент не требуется, поскольку все в-ва в этой области имеют n₂<1 и условие n₂<n₁ выполняется на границе с воздухом. На практике спектры НПВО получают при углах падения i, значительно больших критич. угла j_кр=arcsin(n₂/n₁), а показатель поглощения вычисляется из соотношения: R=ехр(-c₂d'), где d' — путь, пройденный лучом света в исследуемой среде.

Для увеличения контрастности спектров НПВО увеличивают число отражений (метод многократного НПВО — МНПВО), что эквивалентно увеличению d'. Методы НПВО особенно эфф. для интервала 1 •10^-2<c₂<1, тогда как при использовании метода поглощения в этом случае необходимы объекты микронной толщины. Малые c₂

измеряются при i»i_кр, и используется возникающая при этом поверхностная оптич. волна, распространяющаяся вдоль поверхности исследуемого тела на сравнительно большое расстояние. Из спектров НПВО и МНПВО можно определить оптич. постоянные n₂ и c₂ в-ва с помощью Френеля формул и Крамерса — Кронига соотношения.

Разл. модификации методов НПВО применяются для аналитич. целей и в физ. эксперименте: изучаются поверхностные эл.-магн. волны (плазмоны, поляритоны), адсорбционные явления, структура тонких слоев и т. д. Явление НПВО следует учитывать при передаче световых сигналов на большое расстояние с помощью световодов.

• X а р р и к Н., Спектроскопия внутреннего отражения, пер. с англ., М., 1970; З о л о т а р е в В. М.,

К и с л о в с к и й Л. Д., О возможностях изучения контуров полос в спектрофотометрии НПВО, «Оптика и спектроскопия», 1965, т. 19, в. 5, с. 809; З о л о т а р е в В. М., Л ы г и н В. И.,

Т а р а с е в и ч Б. Н., Спектры внутреннего отражения поверхностных соединений и адсорбированных молекул, «Успехи химии», 1981, т. 50, в.1, с. 24.

В. М. Золотарев.