ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Природа процессов рассеяния из "Оптика " Объясняется сущность процессов рассеяния света и дается их классификация. [c.290] Природа рассеяния. В состав среды входят молекулы или атомы основного вещества, составляющего среду, и посторонние частицы (пылинки, водяные капли и т. д.). Молекулы имеют размеры порядка 0,1 нм, а посторонние частицы, состоящие из агрегатов молекул, — в тысячи и десятки тысяч раз больше. [c.290] Процесс рассеяния света состоит в заимствовании молекулой или частицей энергии у распространяющейся в среде электромагнитной волны и излучении этой энергии в телесный угол, вершиной которого является молекула или частица. В этом смысле рассеяние света молекулой и частицей из громадного числа молекул осуществляется одинаково и различие состоит лишь в механизмах переизлучения. [c.290] Если среда рассматривается как непрерывная, то источником рассеяния выступают оптические неоднородности среды. В этом случае среда феноменологически характеризуется изменяющимся показателем преломления, а размеры областей, на которых происходит рассеяние, определяются расстояниями, на которых происходит значительное изменение показателя преломления. По своему физическому содержанию рассеяние является дифракцией волны на неоднородностях среды. [c.290] Квантовые свойства молекул проявляются в комбинационном рассеянии света, характеризующемся изменением частоты рассеянного света по сравнению с частотой падающего. Ввиду специфически квантовой природы этого рассеяния оно также выделяется в отдельный тип. [c.290] Многократное рассеяние. Рассеянное частицей излучение может быть в свою очередь рассеяно другой частицей и т. д. В этом случае говоряг о многократном рассеянии. Оно в каждом из последовательных актов осуществляется по законам однократного рассеяния. Окончательный результат получается суммированием результатов однократных рассеяний с учетом статистических характеристик их следования друг за другом. [c.290] Описываются основные законы рассеяния Рэлея и Ми. [c.291] Колеблющийся электрон сам является излучателем. Его излучение рассеянное. Таким образом, моделью элементарного классического рассеивателя света является элементарный классический излучатель — электрический диполь, находящийся в поле электромагнитной волны. [c.291] Заметим, что (47.8) выражает плотность энергии рассеянного потока от одного элементарного излучателя. [c.292] Закон Рэлея, Йз (47.14) видно, что интенсивность рассеяния обратно пропорциональна четвертой степени длины волны. Такая зависимость рассеяния от длины волны называется законом Рэлея. [c.293] Законом Рэлея объясняется, например, голубой цвет неба и красноватый цвет Солнца на восходе и заходе. На восходе и заходе наблюдается свет, в котором в результате рассеяния по закону Рэлея коротковолновая часть спектра (фиолетовая) ослаблена значительно сильнее длинноволновой (красной) части. В результате интенсивность длинноволновой (красной) части спектра относительно возрастает и воспринимается глазом как красноватый цвет Солнца. Относительное изменение интенсивности различных частей спектра будет заметным лишь при достаточно большом рассеянии. Поэтому Солнце в зените, когда проходимая лучами толща атмосферы не очень велика и рассеяние света незначительно, не имеет красного цвета. Однако и в этом случае рассеяние и поглощение существенно изменяют спектральньЕЙ состав излучения, достигающего поверхности Земли (см. 1). [c.293] При наблюдении небосвода днем в глаз попадает рассеянное излучение, в котором более сильно присутствует коротковолновая часть спектра, соответствующая голубому цвету. Вне земной атмосферы небо представляется черным, а в глаз попадают лишь прямые лучи от звезд. [c.293] Угловое распределение и поляризация света при рэлеевском рассеянии. Угловое распределение рассеяния поляризованного излучения от отдельной молекулы описывается формулой (47.11). Оно аксиально-симметрично относительно линии, проходящей через элементарный рассеиватель в направлении колебаний электрического вектора падающей волны (рис. 262). Перпендикулярно направлению распространения падающей волны вдоль линии колебаний Е рассеяние отсутствует. Максимальное рассеяние наблюдается в плоскости, перпендикулярной направлению колебаний электрического вектора падающей волны. Рассеянное излучение поляризовано — электрический вектор колеблется в плоскости, проходящей через линию колебаний электрона элементарного рассеивателя. Если рассеяние от различных молекул можно считать некогерентным друг с другом, то полная интенсивность рассеяния в единице объема вычисляется умножением выражения (47.11) на концентрацию N молекул. Следовательно, свойства излучения, рассеянного от отдельной молекулы, полностью сохраняются для излучения, рассеянного в объеме. [c.293] Зависимость /(ф) показана на рис. 264. Картина рассеяния аксиально-симметрична относительно направления распространения падающей волны. Рассеяния вперед и назад одинаково интенсивны и распределены симметрично относительно центра рассеяния. [c.294] лишь при углах ф = 0 и ф=л обе компоненты поляризации присутствуют с одинаковой интенсивностью. При других углах ф более интенсивно присутствует рассеяние, в котором электрический вектор колеблется перпендикулярно плоскости наблюдения. [c.294] Вернуться к основной статье