Рассеяние молекулярное (рэлеевское)

Молекулярное (рэлеевское) рассеяние [c.8]

Нормированная матрица молекулярного рэлеевского рассеяния для непоглощающих газов достаточно проста и имеет вид [c.25]

Таким образом, чтобы воспользоваться той же идеей, необходимо определить этот вклад в эхо-сигнал и вычесть его из значения эхо-сигнала, обусловленного как рэлеевским, так и аэрозольным рассеянием. В работе [12] предложен метод, заключающийся в использовании эхо-сигналов на частоте зондирования и на частоте колебательно-вращательного рамановского рассеяния молекулярным азотом. [c.118]

Здесь Рл(2 ) = Рм(2 )+Ря(г) — общий коэффициент обратного рассеяния, состоящий из коэффициентов аэрозольного (Ми) и молекулярного (рэлеевского) обратного рассеяния fti(v) — спектральная форма контура линии лазерного излучения gi y, г) — спектральная форма контура уширенной линии рассеянного назад лазерного излучения от молекул воздуха из объема г по трассе зондирования. Из формул (5.28)... (5.30) видно, что в этой схеме восстановления концентрации Н2О в отличие от схемы (5.13) возникает дополнительная зависимость от термодинамических параметров атмосферы, особенно от распределения температуры воздуха по трассе зондирования. Кроме того, появляется зависимость от соотношения аэрозольного и молекулярного рассеяния по трассе. Причем схема (5.28)... (5.30) очень чувствительна к наличию сильных градиентов в распределении аэрозоли по трассе зондирования. [c.153]

Для атмосферной смеси газов, существующей на высотах до 100 км, в статье [35] приведена формула для сечения молекулярного (рэлеевского) обратного рассеяния [c.53]

Рис. 2 18 Зависимость сечения молекулярного рэлеевского рассеяния от угла рассеяния 0 для падающего излучения, поляризованного параллельно и перпендикулярно плоскости рассеяния уг. На рисунке показаны также полярные диаграммы рассеяния (I и II соответствуют перпендикулярной и параллельной составляющим, а 2 — рассеянию суммарного излуче-

В случае изотропной диэлектрической рассеивающей частицы, размер которой значительно меньше длины волны падающею света (а <0,5), рассеяние в некоторой степени подобно молекулярному рэлеевскому. Это можно видеть, если дифферен-циальные сечения рассеяния [уравнение (2.126)] выразить через [c.59]

Как можно видеть, оба сечения имеют зависимость от длины волны как и молекулярное рэлеевское рассеяние. Угловая зависимость дифференциального сечения рассеяния в случае диэлектрических частиц очень малых размеров является такой же, как и у молекул. Главное различие между упругим рассеянием на молекулах и аэрозольных частицах состоит в численном значении сечения. Ясно, что диэлектрические шары с радиусами, значительно превышающими размеры молекул, будут иметь и соответственно большие сечения. [c.60]

С ростом числа капель или частиц пыли в атмосфере вклад молекулярного рэлеевского рассеяния становится пренебрежимо малым и ослабление в основном определяется упругим рассеянием (Рэлея — Ми) на частицах. Соответствующий коэффициент ослабления в этом случае можно записать в виде суммы по всем составляющим атмосферы с различными показателями преломления (П = Пи П2,. .. и т. д.) [c.159]

В предыдущем параграфе мы рассматривали оптически однородную среду, плотность которой по всему объему постоянна. Однако вследствие теплового движения молекулы распределены в пространстве не строго равномерно. В каждый момент времени имеются отклонения от равномерного распределения, т. е. число молекул в единице объема испытывает колебания (флуктуации). Схема флуктуаций плотности изображена на рис. 23.9. В рассматриваемой среде выделены три объема. В объеме 1 плотность молекул близка к средней, в объеме 2 имеет место флуктуация с увеличением плотности относительно ее средней величины, а в объеме 3 показана флуктуация плотности, обусловленная уменьшением плотности среды. Таким образом, благодаря флуктуациям плотности среда становится мутной и в ней может происходить рассеяние света. Поскольку мутность среды не обусловлена никакими посторонними частицами, то рассеяние света в такой среде получило название молекулярного рассеяния. Так как линейные размеры объема, в котором происходит флуктуация числа частиц, значительно меньше длин волн видимого света, то молекулярное рассеяние называют также рэлеевским рассеянием. [c.118]

В этом разделе мы кратко охарактеризовали применение метода рэлеевского рассеяния света для определения термодинамических свойств растворов. Отметим также, что в настоящее время исследования рэлеевского рассеяния света дают обширную информацию о строении жидких фаз, молекулярных механизмах процессов возникновения и исчезновения флуктуаций плотности, концентрации, анизотропных флуктуаций, позволяют получить данные о скорости и поглощении звука в жидких фазах и т. д. [c.116]

Между первыми наблюдениями резонансного рассеяния на молекулярных примесях и опубликованием последней цитированной работы появились эксперименты, в которых было обнаружено, что некоторые атомные примеси также изменяют теплопроводность, причем эти изменения можно объяснить только с помощью резонансного рассеяния. Уолкер и Пол [238 ) провели измерения на кристаллах КС1 с примесями Na ", 1 и Са +. Для объяснения результатов необходимо было предположить, что рассеяние имеет уже обсуждавшийся рэлеевский тип и что существует резонансная скорость релаксации, однако простое выражение Пола [189] не давало хорошего описания. Для объяснения рассеяния на примесной моде они [c.139]

Детальная теория молекулярного рассеяния света позволяет установить связь интенсивности, направления и поляризации рассеянного излучения с характеристиками падающего света и термодинамическими параметрами рассеивающей среды, с особенностями составляющих ее частиц. Но некоторые важные моменты отражены уже в элементарной формуле (26.10). Она описывает так называемое когерентное или рэлеевское рассеяние света. Для него характерно, что интенсивность рассеяния пропорциональна четвертой степени частоты. Этот [c.184]

Исходя из подобных фактов, Рэлей позднее понял, что рассеяние вызывается не посторонними частицами, а самими молекулами воздуха. Такое рассеяние света стали называть рэлеевским, или молекулярным рассеянием. [c.137]

Матрица рассеяния свободными зарядами совпадает с матрицей молекулярного рассеяния и называется рэлеевской. Она имеет вид [c.268]

Явление рэлеевского рассеяния, будучи существенно более простым, чем молекулярное поглощение и аэрозольное рассеяние, достаточно хорошо изучено. Его оптические характеристики подробно затабулированы во всем интересующем нас диапазоне длин волн. С точки зрения практики его учет имеет значение лишь в ультрафиолетовой и частично в видимой областях спектра. [c.9]

Правила отбора для переходов комбинационного рассеяния двухатомных и линейных молекул имеют вид Ао = 0, =ь1 и А/ = 0, 2, где V и / — колебательное и вращательное квантовые числа соответственно. Переходы с Ау=0, А/= 2 соответствуют чисто вращательному, а переходы с Ау= Н= 1 и А/ = 0, 2 — колебательно-вращательному комбинационному рассеянию. Переходы с А/ = 0 и Ау = 0 соответствуют рэлеевскому молекулярному рассеянию. Совокупность линий, образованных переходами с А/ = ==—2, А/ = 0, А/==+2, называют соответственно 0-, Q- и 5-ветвями колебательно-вращательного спектра СКР. [c.28]

Для наиболее характерной ситуации, когда во взаимодействии лазерного импульса с атмосферой участвуют явления рэлеевского рассеяния, аэрозольного ослабления и молекулярного поглощения для Рп(0 и а(г), имеем соотношения [c.42]

В спектре принимаемого лидарного сигнала всегда присутствуют компоненты на смещенных частотах, обусловленные чисто вращательным и колебательным КР. Если сигналы колебательного КР удалены по спектру от частоты зондирующего излучения Ve довольно значительно, то сигналы чисто вращательного КР от молекул основных газовых компонент азота (N2) и кислорода (О2) расположены вблизи Ve. В [27] показано, что пики в спектрах вращательного комбинационного (Д/ = =Ь2) и молекулярного (Л/ = 0) рассеяния из воздуха (N2-1-02) при Т = 300 К в районе длины волны излучения Хе = 728 нм, отстоят друг от друга примерно на 5 нм, при этом интегральная интенсивность сигналов вращательного КР составляет 3,45 % от интенсивности рэлеевского сигнала на несмещенной частоте Ve. Оптические фильтры с шириной полосы пропускания 1 нм позволяют полностью отсекать сигналы чисто вращательного КР. Если же в приемной антенне лидара используются более широкополосные фильтры, то следует учитывать влияние сигналов вращательного КР. [c.159]

При зондировании атмосферы [91] можно выделить два типа взаимодействия молекулярное и взаимодействие с флуктуациями показателя преломления. В первом из них молекулы атмосферы взаимодействуют с волной, вызывая ее поглощение и рассеяние. Сечения поглощения и рассеяния зависят от свойств данной молекулы, частоты и свойств окружающей среды (давления, температуры). Характеристики рассеяния и поглощения диэлектрических сфер, к которым относятся частицы дымки, тумана и дождевые капли, могут быть точно вычислены на основе теории Ми. Если размер частицы мал по сравнению с длиной волны, то можно использовать формулы рэлеевского рассеяния (гл. 2). По измерениям характеристик рассеяния могут быть найдены распределение частиц по размерам и их показатель преломления. Однако при этом необходимо прибегать к методам обращения. Эти вопросы обсуждаются ниже в разд. 22.4—22.8. [c.247]

В несмещенном рэлеевском рассеянии, согласно квантовой электродинамике, может быть некогерентная компонента в результате переходов между взаимно вырожденными состояниями, входящими в основные (невозбужденные) состояния в классической теории аналога она не имеет. Роль этой компоненты в отражении незначительна и встречается она редко. Для молекулярных систем теорема Яна — Теллера ее исключает. [c.19]

Особенно это относится к флуктуациям концентрации в растворах, ибо известно, что у поверхности существует слой, обедненный поверхностно активной компонентой, поверхностное натяжение у которой сильнее (см. 26). Этот вопрос ни теоретически, ни экспериментально не исследован. Однако более важно то, что на самой поверхности, особенно в жидкостях, могут возникать флуктуации формы — шероховатости молекулярных размеров и капиллярные волны. Изображая подобные шероховатости в виде разложения Фурье на набор поверхностных волн и рассматривая отражение от подобной периодической структуры, можно рассчитать возникающие отражения и добавочное рассеяние. Последнее оказывается обратно пропорциональным поверхностному натяжению среды зависимость от X здесь, в отличие от объемного рэлеевского рассеяния, [c.127]

Микроскопический, молекулярный, механизм диффузного отражения по существу — тот же, что и для зеркального имеет место то же рэлеевское несмещенное когерентное рассеяние света. Различие заключается в ходе и результате сложения первичной волны и вторичных волн элементарных источников и особенностях распространения первичной волны. Теория здесь весьма сложна и выходит за рамки настоящей работы. Отсылая за подробностями к обзорам и монографиям [016, 024—026, 92—100], отметим здесь лишь некоторые физические моменты, иллюстрирующие общую теорию отражения. [c.145]

При рассмотрении однократного молекулярного рассеяния параметр бр связывается с анизотропией поляризуемости молекул, и в случае изотропных центров рассеяния, таких, как одноатомные газы типа аргона, бр = 0. Если учесть анизотропию свойств рассеивающих молекул, то сечение рэлеевского рассеяния будет описываться выражением более общего вида- [c.58]

В работе [40] рассчитаны высотные профили коэффициентов аэрозольного и молекулярного обратного рассеяния [соответственно (Я, г) и Р (Л., г) — здесь М относится к рассеянию Ми, а — к рэлеевскому рассеянию 2 — высота) для длин волн, соответствующих основной и второй гармоникам лазера на рубине. Расчеты проводились в предположении степенного распределения Юнге с Ур = 3 для аэрозольного вещества с п = 1,5 интегрирование по радиусам аэрозольных частиц велось в пре- [c.68]

С использованием пучка света. Была сделана попытка определить температуру на расстоянии от 10 до 67 км, используя для этой цели прожектор. Предполагалось, что выше 10 км величина принятого сигнала зависит главным образом от рэлеевского рассеяния и что для расчета температуры по изменению концентрации молекулярных компонент можно использовать закон идеального газа в сочетании с гидростатическим соотношением. В работе [333] для определения температуры также измеряли изменения концентрации молекулярных компонент атмосферы. Но использовали для этого упругое рассеяние излучения мощного лазера. Расчет температуры проводили по формуле [c.375]

Из уравнения (9.28) следует, что объемный коэффициент рассеяния излучения в обратном направлении на аэрозолях можно определить, измерив коэффициент рассеяния и зная объемный коэффициент рэлеевского (молекулярного) рассеяния в обратном направлении [c.404]

Если рассмотреть развитие представлений о флуктуациях в историческом аспекте, то именно существование молекулярного рэлеевского рассеяния света яйилось одним из наибблее прямых экспериментальных подтверждений существования флуктуаций. [c.108]

К. э. на связанном электроне. В рассеянии фотона связанным (атомным или молекулярным) электроном, в отличие от случая рассеяния на свободном электроне, выделяют три след, канала рэлеевское рассеяние, при к-ром состояние мишени пе меняется комбинационное рассеяние света, в результате к-рого мишень переходит в др. связанное состояние комптонов-ское рассеяние, сопровождающееся ионизацией. [c.432]

Др. отличие молекулярного Р. с. от атомного связано с анизотропией поляризуемости молекул. Из-за этого п вследствие произвольной ориентации свободных молекул в пространстве свет при рассеянии деполяризуется, а вращение молекул вызывает модуляцию угл. распределения интенсивности рассеяния, что, как и молекулярные колебания, формирует спектр неупругого Р. е. вблизи рэлеевской линии, т. н. её крыло шириной Д(о/2яс = 1004-150 см 1 при комнатных темп-рах. [c.279]

Молекулярное или рэлеевское рассеяние широко применяется для диагностики прозрачных сред, например, его можно использовать для определения размера, формы, средней скорости и типа движения макромолекул или достаточно крупных бактерий в растворе [42]. Второй предельный случай (условие (10)) соответствует, например, рассеянию при столкновении с веществом рентгеновских лучей или быстрых электронов. Из формулы (8) при W > iJq находим, что при таком рассеянии рассеяние Томсона) [c.138]

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]

Гросс обнаружил явление при рассеянии света в жидкостях. Это било мсожиданно, так как согласно гидродинамической теории поглощение звуг ка в жидкостях пропорционально квадрату звуковой частоты ш. Если бы гидродинамическая теория была верна без ограничений, то звуковые волпы высоких частот, соответствующие тепловым колебаниям, в жидкостяи распространяться не могли бы. Обнаружение тонкой структуры линий рэлеевского рассеяния в жидкостях послужило поводом для Мандельштама и Леонтовича к разработке релаксационной молекулярной теории вязкости жидкостей и основанной на ней теории поглощения звука. [c.411]

Много внимания в Статистической физике М. А. Леонтович удглил рэлеевскому молекулярному рассеянию света в окрестности критической точки. Основной подход к решению этого вопроса и аналогичных ему также разработан самим Леонтовичем. [c.7]

На рис 9 29 представлены зависимости от времени того параметра для нескольких слоев атмосферы. Коэффициент Ррэл(А. ,/ ) рэлеевского (молекулярного) рассеяния излучения в обратном направлении, использованный в этой оценке, был рассчитан по данным, полученным с радиозонда примерно в то [c.407]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...