Рассеяние света в газах молекулярное

МОЛЕКУЛЯРНОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА В ГАЗАХ [c.309]

НЫ, ТО вторичные волны, возникающие на различных неоднородностях, оказываются некогерентными между собой, так как расстояние от места возникновения всех отдельных вторичных волн до каждой точки наблюдаемой дифракционной картины хаотически изменяется, вследствие этого хаотически изменяются и фазы всех вторичных волн. Поэтому вторичные волны не интерферируют между собой, и вместо образования дифракционной картины происходит сложение энергии всех вторичных волн, распространяющихся от различных неоднородностей в одном и том же направлении. Пока размеры неоднородностей не превосходят длины волны, вторичная волна от каждой из неоднородностей распространяется в виде сферической волны, т.е. с одинаковой амплитудой во всех направлениях, а значит и весь объем в целом посылает вторичные (рассеянные) волны во всех направлениях... В этом и заключается явление рассеяния волн. В таком чистом виде рассеяние волн наблюдается, например, при распространении света в газах (молекулярное рассеяние света) [75]. [c.144]

Молекулярная теория рассеяния света в газах ж жидкостях. [c.149]

Многочисленные экспериментальные исследования молекулярного рассеяния света в газах подтвердили правильность теории и позволили получить много ценных сведений о строении молекул. Кроме того, они позволили с большой точностью определить число Авогадро (см. 18). [c.24]

В случае молекулярного рассеяния света в газах, кристаллах и чистых жидкостях определение по лабораторным измерениям экстинкции сопряжено с большими погрешностями и поэтому нецелесообразно. [c.46]

Из совпадения Л/ д, определенного из измерений абсолютной интенсивности рассеянного света, с наиболее точным значением этой величины следует, что изложенная теория молекулярного рассеяния света в газах правильна. [c.221]

МОЛЕКУЛЯРНОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА В ГАЗАХ [Гл. IV [c.224]

До сего времени речь шла о рассеянии света в мутных средах. Однако его можно наблюдать также в газах и жидкостях даже при отсутствии каких-либо загрязнений. Это молекулярное рассеяние, появляющееся в тех случаях, когда в силу тех или иных причин в среде, где распространяется свет, имеется оптическая неоднородность. Наиболее характерный пример молекулярного рассеяния — возникновение голубого цвета неба в результате рассеяния солнечного света. Вопрос о центрах такого рассеяния длительное время дискутировался видными физиками. [c.353]

До сих пор мы рассматривали средние величины, характеризующие систему в состоянии термодинамического равновесия. Однако в любой системе все время происходят отклонения от этого состояния, называемые флуктуациями. Они ведут к ряду явлений, обнаруженных и изученных экспериментально. Местные отклонения плотности в газах, жидкостях и твердых телах вызывают рассеяние света в прозрачных телах, так называемое молекулярное рассеяние света. Особенно сильное рассеяние получается в жидкостях вблизи критической точки. Это так называемая критическая опалесценция — явление, долгое время остававшееся непонятным, так как оно, как и вообще флуктуационные явления, по существу противоречит термодинамике при том формальном понимании ее положений, которое им придавали прежде. Объяснение флуктуационных явлений могло быть дано только уже в рамках статистической теории, с точки зрения которой они неизбежно должны иметь место в любой системе. [c.241]

Установлено, что измерение деполяризации рассеянного света в парах и газах может быть использовано наряду с измерением константы Керра и молекулярной рефракции для количественного определения оптической анизотропии молекул и выяснения вопросов геометрической структуры разнообразных соединений ( 4). [c.254]

Акад. Л. И. Мандельштам в 1907 г. в своей известной работе Об оптически однородных и мутных средах указал на ошибочность основного предположения теории Рэлея — молекулярного рассеяния в газах. С помощью глубокого теоретического анализа и убедительных опытов, представленных в цитированной выше классической работе, Л. И. Мандельштам показал, что оптически однородная среда не может рассеивать свет, независимо от того, движутся его частицы или нет. Л. И. Мандельштам пишет , что предположение Рэлея о нарушении фазовых соотношений вследствие тепловых движений молекул справедливо в той или иной мере для двух частиц. Если же их много, то совершенно безразлично, создают ли определенную интерференционную картину в некоторой точке две определенные частицы или же такие фиксированные пространственные области, размеры которых малы сравнительно с длиной волны и которые остаются равными друг другу по количеству содержащихся в них частиц. Но оптически однородную среду всегда можно подразделить на такие пространственные области, а это и есть определение оптической однородности. Таким образом, мы приходим к выводу, что оптически однородная среда не может являться мутной, независимо от того, движутся частицы или нет . Как вытекает из этой цитаты, для того чтобы рассеяние имело место, среда должна быть оптически неоднородной. [c.310]

Из формул (160.2) и (160.3) вытекает закон Рэлея I 1Д . Таким образом, молекулярное рассеяние света способно объяснить голубой цвет неба и красный цвет Солнца на закате. Принимая в расчет уравнение состояния идеального газа и связь между е и р, из формулы (160.3) можно получить выражение для интенсивности света, рассеянного в газе, — первоначальную формулу Рэлея (см. упражнение 206). [c.586]

Интенсивность рассеянного света. Так как в формулу Эйнштейна входит постоянная Больцмана к = К/Ма, где И — газовая постоянная, а Ад—-число Авогадро, то по интенсивности рассеянного света можно определить N а — число молекул в 1 Моле, измерив все остальные входящие в формулу параметры. Наиболее просто это сделать для газа. Поэтому при экспериментальном исследовании света, рассеянного газом, критерием молекулярного [c.586]

Оптические приборы и оптические методы исследования широко применяются в самых разнообразных областях естествознания и техники. Напомним, например, об изучении структуры молекул с помощью их спектров излучения, поглощения и рассеяния света, а также о применении микроскопа в биологии, об использовании спектрального анализа в металлургии и геологии. Оптические квантовые генераторы неизмеримо расширяют возможности оптических методов исследования. Приведем несколько примеров, иллюстрирующих положение дела. Один из новых методов — голография — подробно описан в главе XI. Изучение атомно-молекулярных процессов, протекающих в излучающей среде лазеров, а также рассеяния света и фотолюминесценции с применением лазеров позволило получить большой объем сведений в атомной и молекулярной физике, равно как и в физике твердого тела. Оптические квантовые генераторы заметно изменили облик фотохимии с помощью мощного лазерного излучения могут производиться разделение изотопов и осуществляться направленные химические реакции. Благодаря монохроматичности излучения оптических квантовых генераторов оказывается сравнительно простыми измерения сдвига частоты, возникающего при рассеянии света вследствие эффекта Допплера этот метод широко используется в аэро- и гидродинамике для излучения поля скоростей в потоках газов и жидкостей. [c.770]

Флуктуации плотности, которые всегда имеют место в жидкостях или газах, приводят к ряду наблюдаемых явлений. Из теории распространения электромагнитных волн следует, что прохождение света в строго однородной среде не сопровождается рассеянием. Однако чистое от примесей и загрязнений и макроскопически однородное вещество все же рассеивает электромагнитные волны вследствие флуктуаций плотности. Явление рассеяния света на мельчайших неоднородностях, возникающих из-за теплового движения частиц среды, называется молекулярным рассеянием. [c.183]

Количественная теория молекулярного рассеяния света была построена Эйнштейном в 1910 г. Здесь мы ограничимся простейшим случаем слабого рассеяния в идеальных газах. Наиболее известный пример — молекулярное рассеяние солнечного света в земной атмосфере, которым объясняется голубой цвет и поляризация свечения неба. Эти эффекты легко наблюдаемы благодаря большой толщине слоя рассеивающего газа. [c.120]

Монография подводит итог современным теоретическим и эк пepимeнtaльным исследованиям молекулярного рассеяния света в газах, жидкости и твердых телах. В ней описаны методы экспериментального изучения рассеянного света и, в особенности, его спектрального состава с применением разных источников света, включая лазер. В книгу включены и последние новые результаты экспериментального и теоретического исследования вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюэна. [c.2]

Болезнь и кончина Г. С. Ландсберга вфеврале 1957 г. разрушила наш замысел написать книгу вместе. Монографию пришлось писать мне, опираясь на помощь моих друзей. В этой монографии излагаются исследования, выполненные главным образом в оптических лабораториях, руководимых Г. С. Ландсбергом, и особенно те из них, в которых принимал участие автор. Однако автор стремился к тому, чтобы читатель получил представление о современном состоянии вопроса о молекулярном рассеянии света вообще и располагал основными фактическими данными. С этой целью в монографию включены параграфы, посвященные изложению теории и некоторых результатов исследования молекулярного рассеяния света в газах и парах, в растворах полимеров и белков и некоторые другие вопросы. В основном тексте книги и в Приложении И1 приводятся обширные таблицы и многочисленные графики. [c.9]

Дальнейшие наблюдения показали, что наличие мелких частиц пыли в атмосфере не может являться единственной причиной голубизны неба и поляризации света неба. Как стало нзпестно из наблюдений в горных обсерваториях, чем чиш,е воздух, (т. е. чем меньше присутствует в атмосфере мелких частиц пыли), тем больше голубизна неба и тем полнее поляризация света неба. Этот факт послужил основанием Рэлею еще раз ве )нуться к задаче рассеяния света в атмосфере и объяснить голубой цвет неба молекулярной структурой воздуха. На этот раз Рэлей в ос1Юву своей теории положил тот факт, что рассеяние света происходит не иа частицах пыли, а на самих молекулах газов, составляю щих воздух. Сущность этой теории Рэлея излагается в начале следующего параграфа. [c.309]

С помощью тщательно проведенных опытов (Аббо, Кабанна, Стрэтт, Вуд и др.) удалось убедительно доказать существование молекулярного рассеяния света в чистом воздухе и других газах и тем самым подтвердить, что цвет неба целиком может быть объяснен только молекулярным рассеянием света в чистой атмосфере. Измерение интенсивности рассеянного в атмосфере света позволило определить с помощью формулы Рэлея число молекул в единице объема (Л/j), а следовательно, и число Авогадро (Л л). Подобные измерения дали jVa = 6,05 10 , что является количественным подтверждением формулы Рэлея для газов. [c.314]

Объяснить причину теперь легко. Причина справедливости формулы Рэлея заключается лишь в том, что, согласно теории Эйнштейна, рассеяние света в атмосфере обусловлено флуктуацией плотности, а для идеальных газов флуктуация плотности равна числу частиц в единице объема. Теперь становится ясным удовлетворительное качественное и количественгюе объяснение молекулярного рассеяния света в атмосфере формулой Рэлея. Указание Мандельштама на то, что совпадение числа Авогадро, рассчитанное из данных опытов по рассеянию света в атмосфере согласно формуле Рэлея, со значениями, полученными другими путями, должно рассматриваться как случайное и т. д. [c.319]

До СИХ пор при изучении процессов переноса мы не учитывали флуктуации гидродинамических переменных, возникающие в результате хаотического движения частиц или случайного внешнего воздействия на систему. Даже если эти флуктуации малы и не оказывают заметного влияния на среднее макроскопическое движение, они проявляются в некоторых интересных физических явлениях, например, при рассеянии света в жидкостях и газах [46]. Особый интерес представляют флуктуации, длина волны которых значительно больше, чем характерный микроскопический масштаб (меж-молекулярное расстояние в жидкостях и длина свободного пробега в газах), а время затухания которых превышает время установления локального равновесия в малых, но макроскопических объемах, содержащих большое число частиц. Такие крупномасштабные флуктуации обычно называют гидродинамическими флуктуацииями, так как их эволюция со временем описывается уравнениями, аналогичными уравнениям гидродинамики. [c.217]

И Впоследствии рядом исследователей были получены абсолютные и относительные интенсивности света, рассеянного в газах при разной температуре и давлении. Интересно, что используя экспериментальные данные по рассеянию газов, удалось теоретически найти число Аво-гадро, достаточно хорошо совпадающее со значениями, полученными из молекулярной теории газов. Фундаментальное исследование рассеяния света в парах ртути было приведено Ландсбергом и Мандельштамом в результате чрезвычайно тонкого и сложного эксперимента. Источником света служила искра, полученная с помощью конденсатора. Пары ртути помещались в сосуд с плоскими полированными стенками для входа и выхода возбуждающего света и для выхода рассеянного света. Было учтено большое число поправок, в первую очередь были приняты меры на подавление флуоресценции. В итоге были получены зависимости интенсивности рассеянного света от температуры и давления и прекрасное совпадение с данными теории. [c.238]

Отражение и преломление света и условие возникновения рассеяния света в среде. Результат интерференции волн, рассеянных частицами среды, существенно изменяется при наличии границы двух сред. В этом случае происходит полное гашение волны, облучающей границу раздела и вместо нее возникают преломленная и отраженная волны, в соответствии с законами Сиеллиуса, причем направления, предписываемые этими законами, соответствуют для преломленной волны синфазности рассеянных частицами волв совершенно независимо от положения частиц (вследствие равепства сумм путей до и после акта рассеяния), а для отраженной волны — их синфазности независимо от положения частиц в пределах параллельных границе раздела слоев толщиной Х/4 os i, где i — угол падения. Для молекулярной среды прямые расчеты приводят к ф-лам Френеля, связывая их непосредственно с видом матрицы i. В частности, зеркальное отражение имеет место для газов в области резонансного Р. с- [c.354]

По мере поднятия над земной поверхностью содержание пыли и других посторонних частиц в воздухе уменьшается. Казалось бы, что при этом насыщенность рассеянного света синими лучами должна также уменьшаться. Однако наблюдения в высокогорных обсерваториях показали, что дело обстоит как раз наоборот. Чем чище воздух, чем меньше в нем содержится посторонних частиц, тем насыщеннее излучение неба синими лучами и тем полнее его поляризация. На этом основании Рэлей пришел к заключению, подтвержденному всеми последующими экспериментальными и теоретическими исследованиями, что здесь рассеяние вызывается не посторонними частицами, а самими молекулами воздуха. Такое рассеяние света называется рэлеевским или молекулярным рассеянием. Однако физическая природа молекулярного рассеяния была понята только в 1908 г. М. Смолуховским (1872—1917). Молекулярное рассеяние вызывается тепловыми флуктуациями показателя преломления, которые и делают среду оптически мутной. Теория рассеяния света в жидкостях и газах, построенная на этой основе, была создана в 1910 г. Эйнштейном. Она применима в тех случаях, когда длина световой волны настолько велика, что среду можно разбить на объемчики, малые по сравнению с кубом длины волны, каждый из которых содержит, однако, еще очень много молекул. К таким объемчикам еще можно применять макроскопические уравнения Максвелла, не учитывая явно молекулярную структуру [c.602]

Выражение, дающее интенсивность молекулярно рассеянного света, находится в удовлетворительном согласии с опытом. Впрочем, здесь (так же как и для газов) необходимо, кроме влияния флуктуаций плотности, 5гчитываемого этим выражением, учесть также другие причины рассеяния света, в частности, необходимо учесть флуктуации анизотропии, т. е. возникновение отдельных неизотропных областей в жидкости в том случае, когда ее молекулы не обладают шаровой симметрией. Это обстоятельство ведет к частичной деполяризации рассеянного света и к увеличению его интенсивности. Для жидкостей учет этих причин рассеяния может быть проведен гораздо менее надежно, чем для газов. Согласие теории с опытом здесь не такое хорошее, как для газов. [c.273]

Самое убедительное доказательство суш,ествования молекулярного рассеяния света в воздухе и других газах было получено в лабораторных опытах Кабанна [10] и Стрэтта [11] (Релея-млад-шего), а Вуд [12] сравнил яркость рассеяния в лабораторном образце обеспыленного воздуха с яркостью голубого неба и подтвердил, что свет неба может быть целиком объяснен молекулярным рассеянием света в воздухе. [c.21]

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]

Си. Ф а б е л и н с к 11 й И. Л. Молекулярное рассеяние света, 4 гл. I (более подробное изложение деполяризации рассеянного света газом дано в цити[10ваином параграфе). [c.317]

Значительное рассеяние делает среду мутной, непрозрачной. Оно, естественно, появляется там, где создаются возможности для развития больших флуктуаций плотности. По этой причине сильно рассеивает свет веш,ество, находящееся в критическом состоянии. Это явление называется критической опалесценцией. (Следует заметить, что описанный метод исследования молекулярного рассеяния света вблизи критической точки, вообш,е говоря, неприменим. Точная теория критической опалесценции требует учета корреляции флуктуаций в близлежаш,их объемах газа они не могут считаться независимыми в состояниях с большей сл имаемостью, где флуктуации весьма велики.) [c.185]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...