Взаимодействие света с веществом

Любой контакт света с веществом (прохождение через прозрачные среды, отражение и преломление на границах двух сред и др.) сводится к взаимодействию электрического и магнитного полей световой волны с заряженными частицами в атомах. Хотя оно происходит на микроуровне, приводит к макроскопическим результатам, которые (как и в термодинамике) могут быть получены осреднением микропроцессов с помощью статистических закономерностей.

В этом параграфе рассмотрим некоторые макроэффекты взаимодействия света с веществом и попробуем объяснить их с точки зрения волновой природы света.

РАСПРОСТРАНЕНИЕ СВЕТА В ВЕЩЕСТВЕ

Рассмотрим процесс распространения света в прозрачной среде. На основе теории Максвелла нетрудно показать, что электромагнитные колебания с частотой, характерной для световых и ультрафиолетовых волн, должны эффективно раскачивать внешние {оптические) электроны в атомах и отдавать им свою энергию^[1]. Колеблющийся электрон излучает электромагнитную энергию. Оказывается, что это (вторичное) излучение, как и в вакууме, образует на фронте первичной волны систему когерентных вторичных волн, которые создают эффект прямолинейного распространения света в веществе.

Труднее объяснить, почему скорость света в веществе меньше, чем в вакууме. Ведь собственно вещество (ядра атомов) занимает ничтожную (Ю^-40) часть объема вещества. На этот вопрос волновая теория ответить не может.

• [1] Низкочастотные (инфракрасные) волны могут вызывать колебания иболее тяжелых заряженных частиц — ионов.