ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Спектры молекулярного рассеяния света из "Оптика " Флуктуации давления, энтропии или температуры, концентрации и анизотропии возникают и рассасываются во времени. Разные флуктуации образуются и изменяются, следуя различным законам. [c.592] Возникшая флуктуация давления, которую можно рассматривать как локальное повышение или понижение давления, разумеется, не может застыть на месте в упругом теле, но побежит по объему вещества со скоростью распространения упругого возмущения. Флуктуации концентрации будут изменяться со скоростью, которая определяется коэффициентами диффузии, а флуктуации энтропии — со скоростью, определяемой коэффициентом температуропроводности вещества. [c.592] Все эти временные изменения оптических неоднородностей приведут к изменению амплитуды и фазы рассеянного света по закону, соответствующему характеру временного изменения оптической неоднородности. [c.592] Как было показано в 4, 22, изменение (модуляция) амплитуды и фазы световой волны со временем ведет к изменению спектрального состава первоначально монохроматического светового излучения. Характер такого спектра будет зависеть от вида модулирующей функции или, другими словами, от вида зависимости амплитуды и фазы рассеянного света во времени. [c.592] К соотношению (161.3) можно прийти, рассматривая дифракцию света на бегущей волне. В направлении, определяемом углом б, приходит свет, зеркально отраженный от бегущих волн, движущихся со скоростями ц. Принимая во внимание эффект Допплера, можно получить формулу Мандельштама — Бриллюэна (161.3). [c.594] На рис. 29.10 представлен снимок спектра излучения, рассеянного в бензоле, сделанный с помощью интерферо.метра Фабри—Перо при освещении жидкости светом гелий-неонового лазера с Я = = 632,8 нм. [c.595] Измерение расстояния между компонентами Мандельштама — Бриллюэна 2Асо дает возможность (см. (161.3)) определить скорость звука весьма высокой частоты (вплоть до частот 10 —10 Гц). Сопоставление значения этой скорости с ее величиной при низких частотах, измеряемой в акустических и ультраакустических опытах, позволяет исследовать дисперсию скорости звука. [c.595] Интегральная интенсивность обеих компонент Мандельштама — Бриллюэна определяется первым слагаемым в фигурных скобках (160.2). [c.595] Интегральная интенсивность света, рассеянного вследствие изобарических флуктуаций плотности, определяется вторым слагаемым в фигурных скобках в (160.2). [c.595] Эта формула была впервые получена Л. Д. Ландау и Г. Плачеком (193 г.) и носит название соотношения Ландау — Плачена. Она качественно согласуется с опытом. [c.597] Например, для воды у 1. и в спектре рассеянного света центральная линия отсутствует. Это обстоятельство легко понять, если вспомнить, что коэффициент расширения воды при температуре около 4° С проходит через нуль и в выражении для у второе слагаемое рбращается в нуль. Почти во всех остальных веществах у 1 и центральная компонента отчетливо видна (см. рис. 29.10). [c.597] Исследование спектров молекулярного рассеяния представляет собой мощный и довольно универсальный инструмент изучения различных характеристик и свойств веществ в различных агрегатных состояниях при различных внешних условиях. Измерение положения дискретных компонент Мандельштама — Бриллюэна дает возможность составить себе ясную картину поведения упругих постоянных для различных кристаллографических направлений в твердом теле, в том числе в области фазового перехода, что представляет особенно большой интерес. [c.597] Измерение полуширин компонент Мандельштама — Бриллюэна дает сведения о поглощении гиперзвука, что эффективно при исследовании жидкостей и растворов, включая и область фазовых превращений. Новая спектроскопическая техника позволяет не только определить полуширину этих линий, но и, пользуясь формулами (161.4) и выражением для ба конц, найти коэффициенты температуропроводности и взаимной диффузии растворов, а также проследить их температурную кинетику и установить закон, по которому эти величины стремятся к нулю при приближении к критической точке жидкость—-пар и критической точке расслаивания растворов. [c.597] Таким образом, в крыле линии Рэлея наблюдается тонкая структура, которая объясняется модуляцией света, рассеянного вследствие флуктуаций анизотропии, поперечными волнами. Скорость таких волн в маловязких жидкостях лежит в пределах от 100 до 200 м/с. [c.598] Разработанная теория распределения интенсивности в крыле линии Рэлея (М. А. Леонтович, 1941. г., С. М. Рытов, 1957, 1970 гг.) вместе с результатами измерений позволяет определять времена релаксации анизотропии. [c.598] Полученные результаты имеют не только научное, но и практическое значение, потому что именно этими временами определяется время существования двойного лучепреломления в электрическом поле (явление Керра, см. 152) и, следовательно, эти времена определяют минимальную экспозицию при использовании ячейки Керра в качестве фотографического затвора. Такой затвор теперь находит широкое применение при исследовании различных бы-стропротекающих процессов и имеет другие практические применения. [c.598] Здесь будет качественно рассмотрен только один из типов вынужденного рассеяния — вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна (ВРМБ), начало которому дает рассеяние света, обусловленное тепловыми флуктуациями давления (см. выше). [c.598] Для грубого качественного пояснения природы ВРМБ будем считать, что в среде существуют поле возбуждающей световой волны о os (Ы—kr) (гигантский импульс лазера) и — в результате рассеяния света — поле одного лишь стоксового сателлита El os [((О—Q)/ — i ]. Поле этого сателлита, как показано выше, возникает в результате рассеяния света под углом Брэгга и модуляции рассеянного света тепловой волной с частотой Й. [c.599] Здесь правая часть совпадает с выражением для звуковой волны, ответственной за образование стоксовой компоненты Мандельштама — Бриллюэна. Амплитуда первоначально слабой волны, будучи умножена на Е , приведет к росту электрического поля световой волны стоксовой компоненты, что в свою очередь приведет к росту давления и т. д. Такой процесс параметрического усиления будет происходить до тех пор, пока интенсивность рассеянной световой волны не окажется сравнимой с интенсивностью возбуждающего света. [c.599] Вернуться к основной статье