ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Связь между постоянной Керра и коэффициентом деполяризации в газах из "Молекулярное рассеяние света " Поправка Кабанна существенна при изучении рассеяния в па рах и газах, состоящих из молекул с большой оптической анизотропией, и вносит малый вклад в R для оптически симметричных молекул. Коэффициент деполяризации для водорода, например, А = 0,009 и фактор Кабанна/(А) = 1,009 и может не приниматься во внимание при расчете Rqq, между тем для закиси азота (NgO) А = 0,125 и /(А) =1,45. Следовательно, в закиси азота треть общего потока рассеянного света приходится на долю деполяризованного рассеяния, и поэтому оно не может не учитываться. В других парах и газах А не так велико, как в закиси азота или сероуглероде, но и для них коэффициент деполяризации варьирует от 0,015 до 0,11 и соответствующий поправочный множитель Кабанна /(А) отличен от единицы. [c.70] В формулу (4.4) входит число Лошмидта Nl (или, если числитель и знаменатель умножить на объем грамм-молекулы F, то вместо Nl войдет число Авогадро — Л д), и поэтому из измерений R открывается новая возможность опытного определения числа Аво гадро или числа Лошмидта. Такие определения Na делались много раз, и результаты оказались в отличном согласии со значениями этой величины, полученными другими методами (см. 15). [c.70] Пользуясь уже известным фактом, что интенсивность света, рассеянного в газе, пропорциональна числу молекул газа в единице объема, можно подсчитать интенсивность рассеяния отдельной молекулой и просуммировать по числу молекул. Так, в сущности, мы и поступили при получении формулы (4.4) или, точнее, той ее части, в которую включается рассеяние на флуктуациях плотности. Рассеяние на флуктуациях анизотропии было учтено путем введения множителя Кабанна /(А) [75]. Для газов интенсивность света, рассеянного на флуктуациях анизотропии, и коэффициент деполяризации могут быть сравнительно просто вычислены, что сейчас в общих чертах и будет сделано. [c.70] Р Pu)2, поэтому очевидно, что достаточно ВЫЧИСЛИТЬ Iz Pl и IX Ply чтобы найти полную интенсивность рассеянного света и его коэффициент деполяризации Д. Если оптическая поляризуемость молекулы одинакова по любому направлению, т, е. поляризуемость Ь—скаляр, то направление момента Р и поля Е совпадают. Однако в реальных случаях так почти никогда не бывает. Молекулы в большей ИЛИ меньшей степени анизотропны. Оптическая анизотропия может быть охарактеризована трехосным ЭЛЛИПСОИДОМ, и только в простых случаях молекула имеет ось симметрии, и тогда поляризуемость характеризуется эллипсоидом вращения. [c.71] КИ активные молекулы и области полос поглощения, то тензор bik есть симметричный тензор второго ранга, который может быть преобразован к главным осям таким образом, что в тензоре остаются только три диагональных элемента, а все недиагональные исчезают [115, 116]. [c.71] Не ограничивая общности задачи, совместим начала координат систем х у г я X, у, г и положим, что у лежит в плоскости ху. [c.72] Трансформация тензора поляризуемости из одной системы координат в другую может быть сделана по соответствующим формулам преобразования [102, 115, 116]. [c.72] Отсюда следует, что составляющая возникает только вследствие анизотропии молекулы. Если молекула изотропна, то =Ь =Ьз и Р исчезает. Составляющая Ру, как уже отмечалось раньше, не может дать излучения в направлении наблюдения — вдоль оси Оу. Средняя интенсивность рассеянного света, приходящаяся на долю одной молекулы, равна его полной средней интенсивности, разделенной на общее число молекул. [c.72] Располагая данными для Р1 и можно найти полную интенсивность света, рассеянного в газе. Простой расчет приводит к полученной нами раньше формуле Эйнштейна — Кабанна для газов (4.4) или формуле Релея. Следовало ожидать, конечно, что для случая газов и паров интенсивности рассеянного света, рассчитанные из молекулярной и термодинамической теорий, полностью совпадают. Ничего нового не добавляет и квантовомеханический расчет интенсивности [50]. [c.73] При освещении рассеивающего объема газа естественным светом в возбуждающем свете, кроме Егу появится еще Еу, причем Ег Еу. [c.73] Составляющая Еу вызовет дополнительный индуцированный момент, проекции которого на оси хих будут одинаковыми и такими же, как составляющая при освещении поляризованным светом с Егу направленной по оси г. [c.73] Тем же путем, что и для молекулы, имеющей ось симметрии, можно рассчитать соответствующие величины и для молекулы без оси симметрии (6 ф Ф з). Не повторяя несколько более громоздких вычислений, приведем окончательный результат. [c.73] 10) следует, что для крайнего случая анизотропии. [c.73] Интенсивность полностью поляризованного рассеянного света, выражающаяся формулой Релея, пропорциональна —1) . [c.74] Коэффициенты деполяризации и А обратно пропорциональны и это естественно потому, что, чем больше доля поляризованного рассеянного света в общем потоке рассеянного света, тем меньше коэффициент деполяризации. [c.74] То же оказывается справедливым для рассеяния на объеме, малом по сравнению с длиной волны. [c.74] Общие исследования тензора рассеяния [50, 47] приводят к тому же результату, хорошо согласующемуся с опытными данными. [c.74] Однако эта система содержит уравнение второй степени, и поэтому получаются два решения 1) Ь Ь2 и 2) Ьх Ь , Правильный выбор между двумя решениями дает возможность сделать качественная теория индуцированных диполей Зильберштейна [117]. [c.75] Для молекулы, не имеющей оси симметрии, двух уравнений (4.13), (4.14) недостаточно для определения трех главных поляризуемостей, и поэтому нужно отыскать другое явление, теория которого добавила бы недостающее уравнение. В качестве такого явления Ганс [118, 126] избрал явление Керра [119. [c.75] Явление Керра состоит в том, что чистая, изотропная в целом среда, помещенная в электрическое поле, приобретает свойства оптически одноосного кристалла с оптической осью, направленной по внешнему электрическому полю. [c.75] Вернуться к основной статье