Рассеяние излучения когерентное некогерентное

Рассеяние излучения когерентное 37 -- некогерентное 37 [c.610]

Для любого вида излучения следует различать когерентное и некогерентное многократное рассеяние. В данном случае в соответствии с общепринятой терминологией слово когерентное используется не по отношению к падающему излучению, а по отношению к корреляции атомных положений, и таким образом, для фазовых соотношений рассеянного излучения. Возможно, было бы более [c.99]

Для некогерентных источников конечных размеров и для значительного диапазона длин волн наблюдаемые интенсивности могут быть получены суммированием интенсивностей отдельных точечных источников с одинаковой длиной волны. Следовательно, мы можем начать с рассмотрения полностью когерентного падающего излучения, для которого суммируются амплитуды всего многократно рассеянного излучения. [c.172]

При спонтанном эффекте комбинационного рассеяния рассеянное излучение, исходящее от различных молекул, некогерентно, даже если возбуждающий свет когерентен исходящий из различных точек кюветы свет не способен к интерференции. Наоборот, при эффекте вынужденного комбинационного рассеяния свет, рассеянный из какой-либо пространственной области и возбужденный пространственно когерентной лазерной волной, когерентен. Соответствующие интерференционные картины наблюдались при помощи оптических схем с двумя щелями при расстояниях между щелями порядка 1 мм. [c.203]

После того как атом поглотит фотон соответствующей энергии, способной вызвать переход из состояния / в состояние г, он может вновь испустить фотон той же энергии и создать обратный переход из состояния I в состояние /. Этот комбинированный процесс называется рассеянием, если вновь испускаемое излучение когерентно с поглощенным излучением ). Когерентность будет достигнута, если атом успеет излучить прежде, чем произойдет столкновение. Можно показать [19], что радиационное время жизни возбужденного состояния короче, если оно возникает благодаря поглощению фотона, не способного к резонансу (т. е. о) — (в,-/ > > Г), чем если бы оно возникало при поглощении фотона с резонансной энергией (т. е. со — < Г). Для многих земных условий время между столкновениями является промежуточным между резонансным и нерезонансным радиационными временами жизни состояния это приводит к когерентному нерезонансному рассеянию (называемому рэлеевским рассеянием), но к некогерентному испусканию, которым сопровождается поглощение резонансных фотонов. Если не вдаваться в исследование когерентности, то рассеяние атомными системами можно включить в процессы поглощения и испускания, рассмотренные раньше. [c.147]

Флуктуации интенсивности проходящего излучения. При работе с лазерными устройствами в земной атмосфере часто используется схема наблюдения навстречу лучу , при которой регистрируется одновременно прямое и рассеянное излучение, т. е. когерентная и некогерентная часть рассеянного излучения в терминах теории многократного рассеяния. В этом случае следует говорить о регистрации интенсивности проходящего излучения и соответственно о флуктуациях интенсивности проходящего излучения. [c.223]

Этот результат становится понятным, если принять во внимание [16] то обстоятельство, что лучи оказываются когерентными между собой вследствие дальних корреляций только в области, ограниченной размерами выходной апертуры. Поэтому приемник с меньшими, чем 2а, размерами собирает не все когерентные лучи, а использование приемника больших размеров приводит к относительному уменьшению когерентной составляюш ей рассеянного излучения по сравнению с возрастаюш,им вкладом некогерентной компоненты . [c.201]

Следовательно, достаточно, чтобы среда была однородна, а вторичные волны, излучаемые молекулами, когерентны, чтобы рассеянный свет отсутствовал. Релей, объяснявший синеву неба молекулярным рассеянием света в воздухе, понимал это. Но если молекулы совершают беспорядочное тепловое движение и если средняя длина свободного пробега гораздо больше длины волны света, то, как полагал Релей [2, 4], тепловое движение молекул беспорядочно меняет фазу вторичного излучения моле- кул и, следовательно, это излучение становится некогерентным. В этом случае нужно суммировать не амплитуды рассеянных волн, а их интенсивности, как это уже делалось при вычислении интенсивности рассеяния на малых частицах. [c.19]

В некоторых спектральных исследованиях наличие высокой степени когерентности источника играет решающую роль, и такие явления, как гетеродинное биение, вынужденное комбинационное рассеяние, радиационное эхо и др., не могут быть наблюдены при обычном некогерентном источнике света, даже если он имеет высокую спектральную плотность, сравнимую с лазерным излучением. [c.218]

I. В зависимости от характера взаимодействия излучения с веществом все спектры делятся на спектры поглощения, испускания, рассеяния и отражения (подробнее см. 9). В последнее время возникло подразделение еще на классическую спектроскопию (спектроскопия некогерентного излучения) и лазерную спектроскопию (спектроскопия когерентного излучения). [c.7]

Естественный падающий свет можно представить как некогерентную смесь двух волн одинаковой интенсивности, линейно поляризованных во взаимно перпендикулярных направлениях, например вдоль осей J и I/ на рис. 2.14. Поэтому и дипольный момент р рассеивающей частицы будет совершать колебания вдоль осей хну. При наблюдении перпендикулярно первичному пучку, т. е. вдоль оси у(0 = л/2), рассеянный свет будет полностью поляризован, так как распространяющееся в этом направлении излучение обусловлено только колебаниями р вдоль оси х. По мере изменения угла 0 от значения л/2 (в обе стороны) к поляризованному вдоль оси X рассеянному свету неизменной интенсивности примешивается не когерентный с ним свет, поляризованный в плоскости yz (рис. 2.14), интенсивность которого изменяется как os B. В результате степень поляризации рассеянного света постепенно уменьшается, обращаясь в нуль для 0 = 0 и 0 = л, а его интенсивность изменяется как 1 + os 0. Этим объясняется индикатриса рассеяния естественного света, приведенная на рис. 2.13. [c.118]

Экспериментальные данные показывают, что суммарная интенсивность когерентного и некогерентного рассеяния на одноатомной жидкости, отнесенная к одному атому, при увеличении приближается к интенсивности рассеяния на один атом, характерной для разреженного газа. При больших 5 интенсивность излучения, рассеянного в жидкости, осциллирует с постепенно уменьшающейся амплитудой около значения, соответствующего изолированному атому. На этом явлении был основан один из способов нормировки данных по интенсивности — переход от произвольной системы единиц к классическим электронным единицам, описанным выше. (1Иы вернемся к этому вопросу в 8 и 10, п.3.) Этим фактом можно воспользоваться и иначе. Так как при анализе дифракционной картины с помощью интеграла Фурье непременно приходится иметь дело [c.16]

В гл. 1 кратко обобщаются сведения об основных эффектах физического взаимодействия, сопровождающих процесс распространения оптического излучения в атмосфере, приводятся формулы расчета и табличные данные, касающиеся характеристик когерентного и некогерентного рассеяния. В гл. 2 обосновывается статистически обусловленная микрофизическая модель аэрозоля анализируются экспериментальные данные по изучению микроструктуры аэрозоля и его вертикальной стратификации. В гл. 3 систематизированы новые данные, касающиеся адекватного выбора исходных оптических постоянных аэрозольного вещества. В гл. 4 представлены оригинальные результаты количественного анализа критериев точности расчетного прогноза оптических параметров аэрозоля. В гл. 5 приведены и проанализированы таблицы высотного распределения основных оптических параметров аэрозоля проведены сопоставления предложенных моделей с известными результатами оптического зондирования. В гл. 6 и 7 рассмотрены вопросы построения оптических моделей газовой атмосферы для широкополосных и селективных источников излучения приведены результаты расчетов, выполненных на основании уточненных метеорологических моделей и оригинальных алгоритмов, даны рекомендации по практическому использованию развитых моделей для дистанционного зондирования атмосферы. [c.6]

В отличие от задач рассеяния при распространении в пределах прямой видимости наблюдаемая волна всегда является суперпозицией падающей и рассеянной волн, поэтому необходимо рассматривать когерентное (среднее) поле и некогерентное (флуктуационное) поле. Примерами распространения в пределах прямой видимости являются распространение микроволнового и оптического излучения в атмосферной турбулентности и распространение акустических волн в биологической среде. [c.98]

В задаче рассеяния волны, рассеянные случайным облаком частиц, можно считать почти полностью некогерентными, а когерентное поле — практически равным нулю. Однако, если среда не полностью случайна, рассеянное поле включает в себя некоторую когерентную составляющую. Например, отражение СВЧ-излучения от слоя теплого или холодного воздуха в атмосфере часто происходит когерентно, тогда как рассеяние СВЧ-излучения на слое турбулентного воздуха практически полностью некогерентно. [c.94]

В этой главе мы исследуем поведение поля в области слабых флуктуаций. Это та область, где поле в основном когерентно, так что амплитуда некогерентной составляющей поля намного меньше амплитуды когерентной составляющей. В случае плоской волны, показанном на рнс. 6.1, это соответствует малому по сравнению с единицей оптическому пути 7 = ра г (2 = 21). На рис. 6.1 видно также, что если рассеяние намного меньше поглощения (т. е. альбедо а /ст/ -СП, то некогерентное поле мало по сравнению с когерентным даже при оптическом пути порядка или больше единицы. Поэтому данный случай также может быть отнесен к области слабых флуктуаций. Другой часто встречающийся на практике случай слабых флуктуаций имеет место, когда прием излучения осуществляется в узком конусе. В этом случае количество рассеянной энергии, попадающей в приемник, мало по сравнению с энергией когерентного поля и, следовательно, принимаемое поле в основном когерентно. Примером такой ситуации является прохождение СВЧ-излучения через дождь, когда при большом оптическом пути флуктуации могут быть слабыми из-за узости диаграммы направленности приемной антенны. [c.136]

В К. с. к. р. регистрируют рассеянный сигнал в специально выбранном спектральном диапазоне, свободном от засветок возбуждающего излучения и паразитных некогерентных эффектов типа люминесценции (обычно используется антистоксова спектральная область). Высокая коллимировапность пучка когерентно рассеянного излучения позволяет эффективно выделять полезный сигнал на фоне некогерентных засветок и помех при использовании в качестве источников зондирующего излучения узкополосных стабилизироваи-ных лазеров достигается высокое спектральное разрешение полос КР, определяемое свёрткой спектров источников. Благодаря интерференц. характеру формы спектральной линии с помощью К. с. к. р. удаётся наблюдать интерференцию нелинейных резонансов разной природы (в частности, электронных и колебат. резонансов в молекулярных средах). Исключительно высокая разрешающая способность отд. модификаций К. с. к. р. путём подбора условий интерференции даёт возможность выявлять скрытую внутр. структуру неоднородно уширенных полос рассеяния, образованных наложившимися друг па друга линиями разной симметрии. Многомерность спектров К. с. к. р. обеспечивает значительно более полное, чем в спектроскопия спонтанного КР, изучение оптич. резонансов вещества. В К. с. к. р. разработаны методы получения полных комбинац. снектров за время от 10 с до 10 с. [c.391]

Оптич. свойства М. с. определяются явлениями ослабления проходящего излучения вследствие рассеяния и поглощения и взаимного облучения разл. объёмов М. с. рассеянным излучением. Взаимное облучение имеет когерентную и некогерентную части. Когерентная часть взаимного облучения неоднородностей ведёт к изменению эфф, эл.-магн, поля, в к-ром они находятся, а следовательно, и рассеянного ими ноля. Когерентная часть взаимного облучения и интерференция иа-л>-чений, рассеянных различными объёмами, относятся к т, н. кооперативным эффектам, к-рые ведут к отличию оцтич. свойств М. с. от оптич. свойств образующих её частиц. Некогерентная часть взаимного облучения неоднородностей или объёмов среды представляется в форме многократного рассеяния. [c.222]

Некогерентный прием на лазер эхосигналов может быть реализован на практике в ситуациях, когда масштабы пространственной или временной когерентности поля рассеянного излучения являются малыми по сравнению соответственно с радиусом апертуры Ro и временем 2zj , [c.207]

Таким образом, исследуется распространение когерентной волны, определенной равенством (10.92), и полностью пренебрегается некогерентно рассеянным излучением, дающим нуль при усреднении по ансамблю. Когерентная часть ведет себя так, словно она характеризуется волновым вектором к, который надлежит определить как функцию х (т. е. энергии), найдя решения уравнения (10.88) с функцией (10.93). Аналогия с методом Кона — Корринги — Ростокера для упорядоченных систем очевидна. [c.495]

Перенос излучения в условиях немгновенностн элементарного акта рассеяния. Изложенный выше раздел теории П, и. относится к области X а, где X — длина водны излучения, а — характерный масштаб макро-скопич. флуктуаций в среде, на к-рых происходит рассеяние. В этом случае элементарный акт рассеяния света единичным объёмом среды описывается в ур-нии (1) сечением рассеяния <т, соответствующим данному типу флуктуаций. Тано11 подход применим также и к нерезонансному рассеянию света на микроскопич. флуктуациях распределения частиц по координатам и импульсам. При этом о уже соответствует сечению рассеяния света отдельной частицей (когерентному, щ = е), или некогерентному комбинационному рассеянию света атомом или молекулой, комптоновскому рассеянию свободным электроном и др.). Общность формализма описания П. и. в указанных случаях базируется на мгновенности процесса рассеяния фотона средой (макроскопич. ансамблем или отдельной частицей), что и позволяет свести описание П. и. к замкнутому ур-нию (1) Для интенсивности. [c.567]

Спекл-структуру, наблюдаемую в спроецированном на экран изображении, вызывают два источника спекл-структура, присущая самому изображению, и спекл-структура, возникающая при рассеянии света экраном. Размеры зерен спеклов изображения можно уменьшить, есЛи использовать восстанавливающий пучок большего диаметра, в то время Как влияние второго источника можно уменьшить, если сделать отраженный от экрана свет пространственно-некогерентным. Существует много способов разрушения пространственной когерентности отраженного света к ним относятся, например, перемещение проекционного экрана, использование экранов из жидкого кристалла, возбуждаемых переменным напряжением, которое заставляет колебаться молекулы, рассеивающие свет, а также использование люминесцентных панелей. Последние стремятся поглотить падающее на них излучение и затем некогерентно его переизлучить, но на больших длинах волн. [c.250]

В простейшем варианте пучок непрерывного лазера пропускается через кристалл ВаТЮз, в котором он испытывает сильное ослабление в результате светоиндуцированного рассеяния ( 2.2). Достижение нужной степени ослабления осуществляется управлением усиления за проход при изменении угла падения пучка на кристалл. Пучок легко ослабляется в десятки раз. Допустимые пределы интенсивности 1 I 100 Вт/см . Нижний предел определяется темновой проводимостью ( 2.1), верхний — тепловым разрушением сегнетоэлектрической фазы (для ВаТЮз точка Кюри равна Т 120 °С). Свет, выводимый из пучка, не поглощается, а только изменяет направление своего распространения. Необходимые потери связаны лишь с записью решеток. Естественно, что некогерентный свет в указанном процессе не участвует. При необходимости эффективного использования всего излучения (в том числе и выводимого из падающего пучка) выгоднее использовать двухпучковые схемы, а также все схемы саКюнакачиваю-щихся лазеров на четырехволновом смешении. В эксперименте пучок Аг -лазера (488 нм, 12 мВт) фокусировался на кристалле ВаТЮз. прозрачность которого через 120 мс выходила на стационарное значение 2 % в схеме с рассеянным светом и 5 % в схеме с ФРК-лазером с полулинейным резонатором (отметим более эффективное ослабление пучка в отсутствие лазерной генерации). Описанный нелинейный ограничитель мощности лазерных пучков обладает рядом достоинств [14] работа во всем видимом и ближнем ИК диапазонах, возможность одновременного ослабления нескольких пучков с различными углами падения и/или длинами волн (в том числе с малыми длинами когерентности), многократное использование одного кристалла путем стирания наведенных решеток и др. [c.238]

Особенно быстрые релаксационные процессы наблюдаются также при колебательных переходах в конденсированной фазе. Методы измерения времен продольной и поперечной релаксации Тит колебательных переходов в жидкостях и твердых телах были впервые разработаны Кайзером, Лоберо и сотр. [9.32, 9.45, 9.46], а также Альфано и Шапиро [9.47]. Подходящими для этого оказались различные процессы комбинационного рассеяния. Так, для измерения времени релаксации энергии Т образец возбуждался коротким одиночным импульсом с частотой вынужденного комбинационного рассеяния формировался стоксов импульс с частотой (os=(Ol—ojm и молекулы из основного колебательного состояния переводились в первое возбужденное колебательное состояние с энергией Й(Ом- Для регистрации наличия возбужденных молекул использовался слабый световой импульс с частотой 2 ыь- Наряду с другими процессами этот импульс вызывал в образце спонтанное некогерентное комбинационное рассеяние. Регистрируется вызванное возбужденными молекулами антистоксово рассеяние на частоте 0а = 2 , + (омИнтенсивность этого излучения пропорциональна населенности возбужденного колебательного уровня. Время Т может быть определено по зависимости спада интенсивности антистоксова сигнала от времени задержки между обоими импульсами (рис. 9.17). Аналогичным образом может быть измерено и время т. При этом используется то, что процесс вынужденного комбинационного рассеяния сопровождается не только изменением населенностей, но одновременно образованием интенсивной волны поляризуемости с частотой (Ом и волновым вектором —kg. Формирование этой когерентной волны протекает аналогично тому, как это имеет место при однофотонных явлениях, описанных в п. 9.1.2. После прохода световых импульсов волна поляризуемости распадается с временем релаксации фазы т. Эта релаксация может быть зарегистрирована при помощи когерентного антистоксова [c.347]

Если бы все одинаковые малые пространственно неподвижные объ-емчики содержали одинаковое число молекул, то независнмо от того, двигались бы в них молекулы или нет, вторичные Волны были бы когерентны, и имела бы место их интерференция. При этом волны гасились бы во всех направлениях, кроме направления падающей волны (на это и указал Л, И. Мандельштам в 1907 г.). Если же теперь, по М. Смолуховскому, число молекул, находящихся в элементарных объемчиках, испытывает флуктуации, то полного гашения не будет т.е. появляется некогерентная часть излучения. С ней и связано рассеяние света. [c.143]

Решение. Закон Брюстера останется справедливым. Для макроскопически изотропной среды составляющие дипольных моментов молекул, параллельные преломленному лучу, меняются хаотически во времени. В силу этого излучения отдельных молекул в направлении отраженного луча некогерентны. Они не могут привести к правильному отражению, а только к диффузному рассеянию света. Но если в тонком поверхностном слое анизотропные молекулы преимущественно ориенпфованы в некотором направлении, то излучения таких молекул становятся частично когерентными, и появляется отраженный свег (см. 69). [c.440]

В экспериментах Франкенй и других исследователей [8, 12—15], изучавших процесс возникновения гармоник светового излучения, первостепенную важность имели когерентные эффекты. Интенсивность оптических гармоник может возрастать как квадрат числа рассеивающих центров. Даже в газовой среде представляет интерес не столько некогерентное рассеяние отдельными молекулами, сколько когерентные эффекты, создаваемые эквивалентной сплошной средой с такой же средней плотностью. То же различие возникает и в линейной теории дисперсии. Некогерентное релеевское рассеяние обусловливает голубой цвет неба, а когерентное рассеяние определяет показатель преломления воздуха. [c.267]

Важнейшим свойством кольцевого интерферометра является его взаимность, в результате чего все воздействия на тракт, одинаковые для встречных волн, не сказываются на разности фаз АФ. Реально оптические пути для волн могут быть по целому ряду причин неидентичны, что приводит к появлению фазовых сдвигов, не связанных с вращением. Их источниками могут быть стационарные и нестационарные механические воздействия, температурные градиенты, магнитные поля и нелинейные эффекты в ВС [11, 17]. Наиболее серьезными источниками являются невзаимные шумы ВС, обратное тиндалево-рэлеевское рассеяние и поляризационные шумы [36, 38]. Для уменьшения влияния тиндалево-рэлеевского рассеяния используют наиболее длинные волны, импульсный режим работы и источники излучения с малой длиной когерентности, при которой рассеянное назад излучение некогерентно с сигналом. Поляризационные шумы возникают вследствие различного состояния поляризации встречных волн, поэтому применяют, как правило, ВС и направленные ответвители, хорошо сохраняющие линейную поляризацию излучения. ВОД выполняют полностью [c.216]

Л. И. Мандельштам указал, что сам по себе эффект Допплера не может вызвать порчи когерентности колебаний, приходящих от отдельных объемчиков, если число частиц в них одинаково, и что для объяснения рассеяния света атмосферой необходимо принять, что она оптически неоднородна. При этом Л. И. Мандельштам обратил внимание на следующее если вторичные волны, идущие от отдельных молекул газа, полностью некогерентны, то на границе между газом и вакуумом не должно быть правильного отражения света должно происходить излучение назад из всей толщи газа. Это утверждение нельзя непосредственно проверить на опыте, так как нельзя осуществить резкую границу вакуум — газ. Поэтому Л. И. Мандельштам провел опыт на модели. Была подобрана жидкость (смесь бензина с сероуглеродом), имевшая при определенной длине волны показатель преломления, равный показателю преломления касавшейся ее стеклянной пластинки. Граница стекло — жидкость не давала заметного отражения света. Но при растворении в жидкости небольшого количества нафталина появлялось заметное отражение от границы стекло —жидкость. Если бы вторичные волны, испускаемые молекулами нафталина, были полностью некогерентны, такое отражение отсутствовало бы. [c.491]

Если фаза рассеянной волны однозначно определяется фазой падающей волны, Р. с. наз. когерентным, в противном случае — н е к о г е-рентным. По ист. традиции Р. с. отд. молекулой (атомом) часто наз. когерентным, если оно рэлеевское, и некогерентным, если оно неупруго. Такое деление условно рэлеевское Р. с. может являться некогерентным процессом так же, как и комбинационное. Строгое решение вопроса о когерентности при Р. с. тесно связано с понятием квантовой когерентности и статистикой излучения (см. Статистическая оптика). Резкое различие в пространств, распределении когерентного и некогерентного рассеянного света обусловлено тем, что при некогерентном Р. с. вследствие нерегулярного, случайного распределения неоднородностей в среде фазы вторичных волн случайны по отношению друг к другу поэтому при интен-ференции не происходит полного взаимного гашения волн, распространяющихся в произвольном направлении. [c.624]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...