Пло́скость паде́ния — плоскость , содержащая волновой вектор ${\displaystyle {\vec {k}}}$ волны, падающей на рассматриваемую поверхность, и вектор нормали ${\displaystyle {\vec {n}}}$ к данной поверхности . Понятие используется при анализе отражения и преломления электромагнитных (или, реже, упругих) волн на границе двух сред. При вертикальном ( ${\displaystyle {\vec {k}}\parallel {\vec {n}}}$ ) падении волны это понятие теряет смысл.

Плоскостью падения, по сути, является не одна плоскость, а вся совокупность плоскостей, ортогональных произведению ${\displaystyle [{\vec {k}}\times {\vec {n}}]}$ .

При рассмотрении изотропных сред слова «волновой вектор» в данном контексте можно заменить на « луч ». Однако в случае анизотропных кристаллов луч не всегда сонаправлен с волновым вектором, а законы отражения и преломления привязываются именно к волновому вектору .

При зеркальном отражении волновой вектор ${\displaystyle {\vec {k}}_{r}}$ отражённой волны также лежит в плоскости падения, а если имеет место ещё и преломление, то волновой вектор ${\displaystyle {\vec {k}}_{b}}$ преломлённой волны оказывается в той же плоскости.

Угол ${\displaystyle \theta }$ между ${\displaystyle {\vec {k}}}$ и ${\displaystyle -{\vec {n}}}$ называется углом падения, угол ${\displaystyle \theta _{r}}$ между ${\displaystyle {\vec {k}}_{r}}$ и ${\displaystyle {\vec {n}}}$ — углом отражения, а угол ${\displaystyle \theta _{b}}$ между ${\displaystyle {\vec {k}}_{b}}$ и ${\displaystyle -{\vec {n}}}$ — углом преломления. Чаще всего ${\displaystyle \theta _{r}=\theta }$ , а связь ${\displaystyle \theta _{b}}$ и ${\displaystyle \theta }$ задаётся законом Снеллиуса .

Для оценки коэффициентов отражения и преломления существенна поляризация падающей электромагнитной волны, а именно ориентация вектора напряжённости электрического поля ${\displaystyle {\vec {E}}}$ по отношению к плоскости падения. Если ${\displaystyle {\vec {E}}}$ располагается в плоскости падения, волна называется ${\displaystyle p}$ -поляризованной. Если ${\displaystyle {\vec {E}}}$ перпендикулярен плоскости падения, волна называется ${\displaystyle s}$ -поляризованной (от нем. senkrecht = перпендикулярный). Согласно формулам Френеля , распределение интенсивности между отражённым и преломлённым лучами для ${\displaystyle p}$ - и ${\displaystyle s}$ - поляризаций различно.

Примечания