Влияние структуры и флуктуаций пограничного слоя на оптические свойства поверхности жидкости

• Автор: Азбель, Александр Юльевич
• Шифр специальности: 01.04.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 111 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Структура, кинетика и электродинамика
поверхностного слоя
1.1. Структура поверхностного слоя
1.2. Капиллярные волны
1.3. Интегральное уравнение для электрического поля
1.4. Формулы Френеля
1.5. Граница раздела двух диэлектрических сред
Глава 2. Рассеяние света на поверхностных флуктуациях
2.1. Метод возмущения граничных условий
2.2. Определение рассеянного поля из интегрального волнового уравнения для плоской волны
2.3. Функция Грина электромагнитного поля для полупространства
2.4. Определение действующего поля внутри флуктуаций
2.5. Рассеяние на капиллярных волнах при наличии переходного слоя
2.6. Спектральная интенсивность рассеянного света
Глава 3. Эллипсометрические поправки к формулам Френеля
3.1. Коэффициент эллиптичности
3.2. Вычисление поправки к полю, обусловленной поверхностным слоем
3.3. Учет капиллярных волн
3.4. Вклад капиллярных волн и профиля плотности в коэффициент эллиптичности
3.5. Коэффициент эллиптичности вблизи критической точки
Заключение
Приложение. Численный расчет коэффициентов
эллиптичности
Литература
Список основных обозначений

Введение
Одним из наиболее интенсивно развивающихся разделов современной физики конденсированных систем является физика межфаз-ных границ. Изучение явлений, происходящих на поверхности раздела фаз, представляет интерес как для развития теории конденсированного состояния, в том числе - физики двумерных систем, так и для практических приложений. К традиционным исследованиям в этой области относится изучение монослоев на поверхности воды, приповерхностной ориентации и упорядочения молекул в полярных и ионных жидкостях, межфазных границ в окрестности критических точек, поверхностных явлений в жидких кристаллах, напыленных пленок на поверхности твердых тел и др. (см., напр., обзор [6]). Экспериментально зафиксированы аномалии в оптических свойствах границы жидкость-пар в окрестности точки замерзания [7], а для некоторого класса жидкостей зарегистрировано падение поверхностного натяжения и появление дальнего порядка в поверхностном слое за несколько градусов до температуры кристаллизации [8, 9]; изучение таких эффектов представляет большой интерес с точки зрения теории фазовых переходов.
Важная роль в изучении межфазных границ, особенно в случае жидких сред, принадлежит оптическим методам. Их большое преимущество состоит в том, что они практически не воздействуют на изучаемый объект. Если для исследования поверхностей твердых тел существуют альтернативные способы - электронная спектроскопия, туннельная микроскопия и др., то для жидкостей неприменимы методы, требующие вакуумирования или глубокого охлаждения. Кроме

получаем, сохраняя первый порядок по к:
(41-4)и = (44-44)1.,, = (44-44)|,.„. (4444|„, = (4’- 4’)|>=0+м,(4 - 4’)и = о. <2-8> (4,’-44|„1 = (444!)|.=0+м,(4441)|
= Ьдг(Е%1 - Я»)|е Подставляя (2.8) в (2.7), имеем:
т4’ - 4’)|,=0+(4 - 4>и = о. в,м4 - 4)|,.0+,(4 - 4Ь|,=0 + (4? - 44|
Третье уравнение, возникающее из (2.3), в первом порядке по к не приводит к новым соотношениям.
Проводя рассуждения, аналогичные использованным при получении уравнений (2.8), из условия (2.4) получаем в первом приближении по к:
-дг>к4> - 4>)|г=о + г»„(4“> - 4‘>)|и0 - 8,(4 - 4)| = о,

85(4 - 4;)|„, - эа(4 - 4.)|„#] + (2-ю)
+8.(4 - 4’)|,=0 - 4(4,’ - 4)|г
В линейном приближении по к без потери общности можно положить, что возмущение поверхности жидкости имеет вид, определяемый уравнением (1.14):
к{в,г) = д(ч, пу(ч8-т)
Тогда для выполнения соотношений (2.9) и (2.10) необходимо, чтобы вектора рассеянного света имели вид
Е(г,і) - Ёа)(4а),
Е®(г4) =Е(к2’),са)е,1к8>г-),