Интерференция в рассеянном свет

Опыт. Интерференция в рассеянном свете. Мы опишем простой способ получения красивых цветных интерференционных полос. Покройте обычное зеркало тонким слоем тальковой пудры (годится также мука, порошок, пыль, наконец, можно просто подышать на зеркало, чтобы образовать капельки влаги). Станьте на расстоянии 1—2 м от зеркала. Направьте на него узкий пучок света от ручного фонарика и смотрите на отражение баллона лампы. (Можно взять любой фонарик, закрыв рукой большую часть рефлектора, с тем чтобы размер источника света не превышал 1 см можно воспользоваться пламенем свечи, если вы работаете в темной комнате.) [c.475]

Перо 234, 235 Интерференция в рассеянном свете 476 [c.523]

При распространении света в веществе возникают, как известно, вторичные волны, вызываемые вынужденными колебаниями электронов. Эти волны рассеивают в стороны часть энергии, переносимой электромагнитной волной. Поскольку вторичные волны когерентны между собой, то при расчете интенсивности света, рассеянного в стороны, надо принимать во внимание их взаимную интерференцию. Эта интерференция вносит существенные изменения в рассеяние света волны, идущие в стороны, могут в значительной степени или даже полностью скомпенсировать друг друга, в результате чего перераспределение энергии по разным направлениям, т. е. рассеяние света, может оказаться очень слабым или совсем отсутствовать. [c.111]

Блок после полимеризации должен быть достаточно прозрачным, однородным, не иметь включений и остаточных напряжений. Если исследование модели производится по методу замораживания , когда просвечиваются сравнительно тонкие вырезанные из модели пластинки — срезы толщиной 2—5 мм, то особенно большие требования к прозрачности блока практически могут не предъявляться. Если же блок предназначается для моделей исследуе.мых в рассеянном свете, то требование к прозрачности должно быть высоким. Контроль изготовленного блока производится просвечиванием его поляризованным светом в различных направлениях. Если при нажатии на блок наблюдается образование полос интерференции, то это указывает на отсутствие существенных начальных напряжений (при порядке начальных полос 3—5 на 1 см толщины просвечивания остаточные напряжения легко отжигаются). [c.208]

Разобранные в настоящей главе случаи интерференции света дают возможность наблюдать это явление на специально осуществляемых опытах. Однако явление встречи двух или нескольких когерентных волн, между которыми наблюдается интерференция, имеет место, по существу, во всяком оптическом процессе. Распространение света через любое вещество, преломление света на границе двух сред, его отражение и т. д. суть процессы такого рода. Распространение света в веществе сопровождается воздействием световой электромагнитной волны на электроны (и ионы), из которых построено вещество. Под действием световой волны эти заряженные частицы приходят в колебание и начинают излучать вторичные электромагнитные волны с тем же периодом, что и у падающей волны. Так как движение соседних зарядов обусловливается действием одной и той же световой волны, то вторичные волны определенным образом связаны между собой по фазе, т. е. являются когерентными. Они интерферируют между собой, и эта интерференция позволяет объяснить явления отражения, преломления, дисперсии, рассеяния света и т. д. Мы познакомимся в дальнейшем с объяснением перечисленных явлений с указанной точки зрения. В настоящем же параграфе мы остановимся на одном частном случае из описанного ряда явлений. [c.89]

Как уже упоминалось в 157, вторичные волны, вызываемые вынужденными колебаниями электронов, рассеивают в стороны часть энергии, приносимой световой волной. Другими словами, распространение света в веществе должно сопровождаться рассеянием света. Достаточным условием для возникновения такого явления служило бы, по-видимому, наличие электронов, способных колебаться под действием переменного поля световой волны, а такие электроны есть в достаточном количестве во всякой материальной среде. Однако нужно помнить, что эти вторичные волны когерентны между собой и, следовательно, при расчете интенсивности света, рассеянного в стороны, надо принять во внимание их взаимную интерференцию. [c.575]

В отличие от классического, или рэлеевского, рассеяния комбинационное рассеяние света является некогерентным. Когерентность рэлеевского рассеяния означает закономерное соотнощение между фазами световых волн, рассеянных отдельными участками рассеивающего объема. Именно вследствие когерентности в отсутствие флуктуаций плотности или анизотропии рассеянный свет уничтожился бы в результате интерференции. Флуктуации не нарушают распределения фаз, но вводят случайное распределение амплитуд рассеянных волн. В случае комбинационного рассеяния фазы распределены совер- [c.126]

Пример. Чистое кручение вала. Производится просвечивание продольного или поперечного сечении. При просвечивании попе-речного сечення (фотографирование вдоль оси вала) картина полос интерференции рассеянного света дает траектории касательных напряжений X в сечении (фиг. 22, а) расстояния d между полосами по перпендикуляру к ним обратно пропорциональны [c.594]

Для случаев сферических частиц, взвешенных в прозрачной, однородной и изотропной среде, эта задача, как указывалось выше, была решена Ми [Л. 58]. В этом решении рассеяние света на каждой частице рассматривается безотносительно к другим частицам, т. е. не учитывается интерференция волн, рассеянных каждой из частиц — рассматривается рассеяние независимыми частицами. Одновременно с этим рассматривается только однократное рассеяние света, т. е. предполагается, что каждая частица облучается только первоначальным пуч- [c.212]

В жидких кристаллах первого класса наблюдается электрооптиче-ский эффект динамического рассеяния света. Сущность эффекта заключается в нарушении исходной упорядоченности молекул под действием электрического поля достаточной напряженности, появлением турбулентного перемешивания молекул и увеличением прозрачности. Жидкие кристаллы используют в цветных индикаторах и других цветовых устройствах. Для цветных изображений применяют смеси жидких кристаллов с красителями, также имеющими продолговатые молекулы. При низкой напряженности поля молекулы жидкого кристалла размещаются перпендикулярно электродам ячейки и увлекают за собой молекулы красителя. В таком положении окраска не видна. При вращении молекул под влиянием поля более высокой напряженности молекулы красителя окрашивают изображение в определенный цвет. В жидких кристаллах третьего класса при нагреве шаг спирали увеличивается, что меняет условия интерференции света на кристаллах и сопровождается изменением окраски отраженного света. [c.38]

После того как мы рассмотрели в предыдущих разделах когерентность первого порядка, упомянем теперь об удивительном явлении, характерном для лазерного излучения и называемом спекл-картиной. Спекл-картину можно увидеть, если наблюдать лазерный свет, рассеянный от стены или рассеивающего транспаранта. Наблюдаемый рассеянный свет состоит из хаотического скопления ярких и темных пятен (или спеклов) (рис. 7.10, а). Несмотря на хаотическое распределение пятен можно различить пятно (или зерно) средних размеров. Из первых же работ стало ясно, что это явление обусловлено интерференцией вторичных волн с усилением и ослаблением, распространяющихся от небольших рассеивающих центров, расположенных на поверхности стены или рассеивающего транспаранта. Поскольку рассматриваемое явление наблюдается только тогда, когда излучение имеет высокую степень когерентности первого порядка, оно представляет собой неотъемлемое свойство лазерного излучения. [c.466]

Механизм действия бриллюэновского зеркала можно интерпретировать следующим образом. В данном случае в кювете регистрируется безопорная трехмерная голограмма типа рассмотренной на рис. 9. Отличие заключается лишь в характере реакции светочувствительной среды в случае обычной голографической записи показатель преломления светочувствительной среды изменяется пропорционально интенсивности воздействующего излучения. В соответствии с этим световые сгустки , образовавшиеся в результате интерференции падающего на голограмму излучения, регистрируются средой в виде соответствующих равномерно заполненных сгустков показателя преломления. В случае же бриллюэновского зеркала благодаря специфическим свойствам среды в местах расположения световых сгустков развивается процесс вынужденного рассеяния света на звуке, в результате чего каждый световой сгусток заполняется звуковой волной, распространяющейся в том же направлении, что и излучение, падающее на кювету. Гребни звуковой волны, следующие друг за другом на расстоянии Л, сильно отражают в обратном направлении падающий на них свет, анало- [c.720]

Аббе и Релея, уравнения (7) и (8) гл. 5]. Однако, кроме этого, необходимо, чтобы свет, рассеянный предметом на максимально большие углы по отношению к направлению освеш,ения, можно было зарегистрировать путем наблюдения картины интерференции между рассеянной волной и опорным пучком. Согласно критерию разрешения Аббе, для пространственного разрешения деталей предмета величиной а порядка размеров длины волны л требуется зарегистрировать дифракционную картину в пределах [c.141]

Юнг [229] дал объяснение этому явлению, основываясь на своей теории света. Он рассмотрел интерференцию двух световых пучков первый пучок испытывает диффузное рассеяние при входе в стекло, затем зеркально отражается от его задней поверхности и выходит из пластины, преломляясь обычным образом на границе воздух — стекло второй пучок преломляется на границе воздух — стекло, затем зеркально отражается от задней поверхности и испытывает диффузное рассеяние, выходя из пластины. Это явление исследовал также Гершель [113], а его общую теорию первым дал Стокс [208а]. Но лишь в 1953 г. Берч [25] показал, что интерференция в диффузном свете может найти практическое применение в интерферометрии. [c.44]

Во второй главе обсуждается возможность осуществления учебного прибора для демонстрации интерференции диффузно рассеянного света в проходящих лучах с использованием для этой цели двух эеальных идентичных и съюстированных диффузоров. Дана краткая теория явления, описан способ изготовления идентичных диффузоров посредством фотографирования одной и той же спекл-картины на две фотопластинки. Подробно обсуждается методика съёмки, позволяющая сохранить идентичность фотографируемых спекл-картин, методика юстировки идентичных диффузоров на полное совмещение рассеивающих структур и способ изготовления учебного прибора. Описаны опыты с прибором в лазерном пучке и в широком световом пучке от лампы накаливания [66, 68, 69. [c.8]

Ввиду того что интенсивность рассеянного света зиачите.аьно уступает интенсивности опорной волны, взаимной интерференцией рассеянных отдельными точками ВО.ЛН можно пренебречь. В общем случае учет такой взаимной интерференции не представляет принципиальной трудности. [c.210]

Согласно представлениям Рэлея, рассеяние света однородной газовой средой объясняется движением молекул ее составляюн их. Рэлею было известно, что распространение плоской волны через однородную среду, состоящую из неподвижных частиц (молекул), не приводит к рассеянию света. Отсутствие рассеяния света в данном случае обусловлено интерференцией вторичных волн. Постоянство сдвига фаз между вторичными волнами, исходящими из одинаковых элементов объема, приводит к взаимному гашению вторичных волн во всех направлениях, кроме направления распространения, предписанного законом геометрической оптики . Чтобы объяснить рассеяние света в газе, Рэлей полагал, что вторичные волны, излучаемые одинаковыми элементами объема однородной среды (газа), [c.309]

Коротко изложим суть современной статистической теории рассеяния света в газах. Будем считать, что неоднородности возникают только благодаря флуктуации плотности в объемах, линейные размеры которых малы по сравнению с длиной волны света. Пусть в некотором малом объеме v случайно (благодаря тепловому движению молекул) собралось число частиц + AiV, где — число частиц в рассматриваемом малом объеме при идеально равномерном распределении молекул в пространстве, /S.N — флуктуация плотности молекул. В результате такого скопления част1щ рассматриваемый малый объем излучает волну амплитуды Е + Е, где Ео— амплитуда волны, излучаемая тем же объемом с числом частиц N . В отличие от случая совершенно равномерного распределения частиц по объемам рассеяние в этом случае не будет теперь уничтожаться интерференцией ни по одному из направлений. Напряженность поля световой волны, рассеянной малым объемом v, будет обусловлена полем Ее легко вычислить, если учесть, что флуктуации плотности вызывают дополнительную поляризацию АР под действием световой волны. Действительно, поскольку диэлектрическая прони- [c.311]

В заключение попытаемся качественно объяснить явление рассеяния света различными средами. Мы видели, что дифракция электромагнитной волны на неправильной плоской (двумерной ) структуре приводит к отклонению части потока энергии от его первоначального направления, т.е. к рассеянию света. Аналогичный процесс должен происходить и при дифракции на неправильной пространственной (трехмерной) структуре — дифракция света на каждой частице приведет к отклонению части пучка. Интерференция отклонившихся от первоначального направления волн (обусловливающая возникновение острых дифракционных максимумов) в данном случае не происходит. Весь эффект пропорционален когщентрации рассеивающих центров. [c.352]

Пусть пучок почти параллельных лучей от источника проходит через кювету с водой. Если вода очень тщательно очищена, то пучок почти не виден при наблюдении сбоку, т. е. в стороны от первоначального пучка свет Практически не рассеивается но если капнуть в кювету каплю одеколона, то возникает интенсивное рассеяние пучок света явственно виден со всех сторон, и если толщина кюветы достаточна, то практически весь свет рассеивается в стороны и за кюветой мы уже не будем иметь ясно очерченного первичного пучка, а лишь диффузное поле рассеянного света. Конечно, введение капли одеколона не изменяет существенным образом свойств громадной массы молекул воды, находящейся в кювете, но содержащиеся в одеколоне в растворенном видё вещества выпадают в водном растворе, образуя эмульсию — мелкие капельки, взвешенные в воде. Наличие таких неоднородностей создает совсем иные условия для взаимной интерференции вторичных волн. В результате первичный пучок дифрагирует на этих неоднородностях и дает картину рассеяния, характерную для мутной среды. [c.577]

Фиг. 198. Схема установки типа Веллера а) / — ртутная точечная лампа на 500 — 1000 вт 2 - конденсор 3 — поля-роидный диск 4 — диск со щелью 5 — исследуемая объёмная модель, помещаемая в иммерсионную ванну бив — наблюдение полос интерференции рассеянного света.

Для исследования объёмных моделей при помощи рассеянного света применяется установка [33], дающая полосу интенсивного поляризованного света получаемую от узкой щели длиной 50—100 мм и шириной от 0,3 до 3 мм , ширина щели регулируется (фиг. 198, а). Наблюдение полос интерференции рассеянного света делается в направлении 0 под углом к проходящему свету (фиг. 198, б, в). Схему установки Менгеса с микрофотометром для исследований по методу рассеянного света см. [29]. [c.263]

Оптическая диагностика двухфазных сред, бурно развивающаяся в последнее время, использует лазерные доплеровские анемометры по дифференциальной схеме (ЛДА) и лазерные решеточные анемометры (ЛРА). Различие между ними заключается в том, что пространственная решетка — модулятор в первом приборе формируется за счет интерференции двух когерентных лучей лазера в потоке, а во втором — либо проецируется в поток оптической системой, либо создается на фотоприемнике рассеянного света. Отсюда следует, что ЛРА не требует когерентного источника света и поэтому соответствующий прибор более прост по оптической схеме. Однако в связи с тем, что интерференция двух гауссовских пучков когерентного света дает решетку с синусоидальным пространственным распределением освещенности, ЛДА имеет более чистый сигнал с малым содержанием гармоник. В ЛРА обычно используют решетку с пространственным распределением освещенности (пропускания) в виде меандра, но сигнал содер-.жит высшие гармоники, т. е. менее чист . Энергетическая оценка ЛДА и ЛРА показывает, что при равных условиях ЛДА требует в 2 раза менее мощный источник света, так как при интерференции пучков в месте максимальной осве-сЩеиности пространственной решетки волны света складываются, тогда как в ЛРА половина мощности источника пропадает — затеняется пространственной решеткой-модулятором. Сравнительная оценка ЛДА и ЛРА, использующих одну и ту же оптику, проведена в [35, 122]. [c.52]

Методы, основанные на Ми-рассеянии света, дают возможность определить лишь средний размер капель, но не распределение их размеров [3]. Мэсон и Раманадхам [151 разработали метод, пригодный для измерения капель в потоке. В этом методе капля, падающая в освещенную область, отражает и преломляет световой имиульс, интенсивность которого, регнстрируемая фотокамерой, является функцией размера капель. Применение этого метода в рассматриваемом приложении вызывает ряд вопросов, например, о влиянии интерференции, зависящей от концентрации капель в потоке и от толщины пленки жидкости на стенке канала. [c.172]

Дисперсионные характеристики М. в. измеряются по времени задержки импульсов М. в. в зависимости от частоты и внеш. магн. поля. Для измерения спектральных зависимостей М. в. используют интерференцию сигналов быстрой эл.-магн, волны наводки и принимаемой М. в. Для диагностики М. в. применяют индукц. и магнитооптич. методы зондирования, основанные на эффекте Мандельштама — Бриллюэна рассеяния света на М. в. Спектральные и амплитудно-частотные характеристики М. в. используются для измерения параметров магн, релаксации, анализа данных ферромагн. резонанса, определения степени закрепления спинов на повер.хности, магн. однородности планарных структур и др. величин. [c.8]

Из-за отсутствия у нейтронов электрич. заряда они глубоко проникают внутрь большинства материалов, что позволяет рассматривать их как достаточно прозрачные среды для распространения нейтронных волн. Большая часть нейтронно-оптич. явлений имеет аналогию с оптич. явлениями, несмотря на различную природу полей нейтронного и светового излучений. Световые волны описываются ур-ниями Максвелла, а нейтронная волна (нейтронная волновая ф-ция) подчиняется ур-нию Шрёдингера. Распространение волн в среде, согласно Гюйгенса принципу, связано с их рассеянием и доследующей интерференцией вторичных волн. В случае нейтронов рассеяние обусловлено гл. обр. их короткодействующим сильным взаимодействием с атомными ядрами, в случае световых волн — дальнодейст-вующим электромагнитным взаимодействием с электронами атомных оболочек. Наличие у нейтрона магн. момента приводит к взаимодействию с магн. моментами атомов, на чем основано т. н. магнитное рассеяние нейтронов, не имеющее аналогии в оптике. Неупругое рассеяние нейтронов можно сопоставить с комбинационным рассеянием света. В отличие от векторной световой волны, нейтронная волна является спинором. Поэтому все поляризац. явления в Н. о., связанные с наличием у нейтрона спина, существенно отличаются от оптических, хотя и здесь есть аналогии напр., поляризации нейтронов можно (в нек-ром приближении) сопоставить круговую поляризацию света. В Н. о. в нек-рых случаях имеет место двойное лучепреломление и дихроизм (см. ниже). [c.273]

На микронеоднородиостях, показатели преломления к-рых отличаются от показателя преломления окружающей среды, происходит рассеяние света. Оптически неоднородными являются мутные среды в них размеры оптич. неоднородностей обычно превышают длину световой волны к. Если неоднородность среды вызвана присутствием в ней мелкодисцерсных коллоидных частиц, размеры к-рых соизмеримы с Я, то среда кажется совершенно прозрачной однако наблюдение под углом 90° к направлению падающего света обнаруживает свечение среды, обусловленное интенсивным рассеянием света Тиндаля аффект). Существенную роль в. О. н. с. играет интерференция света между рассеянными, отражёнными и преломлёнными световы.мн волнами, а также падающей волной. [c.425]

Молекулярная О, а. обнаруживается во всех агрегатных состояниях и растворах. У оптически активных молекул отсутствуют центр и плоскости симметрии (хиральные молекулы). Такая молекула может быть смоделирована двумя взаимодействующими осцилляторами, расположенными взаимно перпендикулярно, расстояние между к-рыми а сравнимо с Я (т. е. фазы поля в местах осцилляторов различны), а скорость передачи взаимодействия сравнима со скоростью распространения света в среде. Такая система, очевидно, будет по-разному реагировать на правую и левую круговую поляризацию волн, вследствие чего их скорости станут различными. В квантовой электродинамике оптич. вращение рассматривается как двухфотонный процесс рассеяния света на молекуле с роглощением одного фотона и испусканием другого, причём возникает интерференция двух участвующих в процессе фотонных мод. При этом должны учитываться все возможные в молекуле виды взаимодействия электрич. и магн. дипольных и квадру-польных моментов, наведённых проходящей световой волной. [c.426]

Взаимосвязь макро- и микропараметров среды была обоснована микроскопич. электронной теорией X. А. Лоренца (1880), рассматривающей электрон (атом) как осциллятор, а среду как набор частиц-осцилляторов. Падающая световая волна вызывает колебания в частицах, в результате чего они излучают волны, когерентные с падающей. Вторичная волна одного атома действует на др. атомы и вызывает их дополнит, излучение интерференция всех этих волн с падающей объясняет все явления отражения и преломления. Если расстояние между частицами X (что справедливо для оптич. диапазона) и если плотность частиц одинакова во всём объёме среды, то расчёт по молекулярной теории приводит к тем же выводам, что и феноменологич. теория. Именно в среде вторичные волны гасят падающую и создают прелом.чённую вне среды интерференция вторичных волн приводит к образованию отражённой волны с амплитудой, описываемой ф-лами Френеля. Если расстояние между частицами сравнимо с А. (в ренте, области), то феноменологич. теория неправомерна. необходим другой подход (см. Дифракция рентгеновских лучей). Тепловое движение частиц нарушает постоянство их плотности и приводит к новому явлению — молекулярному рассеянию света. [c.512]

Если поле падающего излучения мало искажается рассеянием, то описание рассеяния относительно просто. Эти случаи возможны, когда диэдектрич. проницаемости е рассеивающих частиц и окружающей среды близки и частицы не слитком велики либо когда-частицы малы по сравнению с X. В первом случае поле рассеянного света рассчитывается суммированием полей элементарных диполей с учётом (3) и их интерференции. Этот метод даёт качественно правильные результаты, в частности в расчётах Р. с., большими молекулами, звенья цепи к-рых рассматривают как элементарные ди- поли. [c.279]

При Ад 3> 1 Р. с. диэлектрич. частицами удовлетворительно описываются геом. оптикой с учётом интерференции лучей, падающих и последовательно отражённых и преломлённых на границах частиц. Так, без тонкой структуры (напр., ряби на рис. 3) описываются радуги разл. порядков, ореолы и др. явления. Эффекты окрашивания рассеянного света (изначально падающего — белого) объясняются при этом особенностями зависимости угл. распределения. Тонкая структура объясняется эффектами краевой дифракции, в частности рябь — интерференцией между волной, дифрагирующей на краю, и поверхностной волной, огибающей части- [c.280]

Рассеяние света в средах. Практически всегда наблюдается Р. с. объектами с большим числом атомных частиц. Картина рассеяния создаётся в результате интерференции излучений вторичных волн отдельными атомными частицами. Из-за большого их числа образуется мелкомасштабное нространственное распределение интенсивности рассеянного света. Практически эта тонкая структура рассеяния никогда не регистрируется, а усредняется, т. к. апертура регистрирующих устройств намного превосходит масштабы структуры. Поэтому Р. с. в средах описывается статистич, методами в форме усреднения по реализациям расположений рассеивающих атомных частиц. [c.280]

В разл. агрегатных состояниях характер флуктуаций различный, II в соответствии с этим различается Р. с. в них. В разреженных газах е = 1 4лар, где 1/р — объём, приходящийся на одну молекулу, а а — её поляризуемость. Флуктуации 8 определяются флуктуациями р. Пространственное взаимное положение частиц в газе статистически независимо, поэтому длину корреляции можно считать нулевой. Это означает, что фаза волны, рассеянной отд. частицей, не связана с остальными и интерференц, эффекты несущественны. Поэтому интенсивность рассеянного света равна сумме интенсивностей полей, рассеянных отд. молекулами. Если молекулы оптически анизотропны, то интенсивность рассеяния на каждой зависит от её ориентации относительно вектора поляризации падающего света. Поэтому, как и в случае отд. молекул, картина Р. с. в среде зависит от его поляризации. Рассеяние неполярнзованного падающего излучения описывается коэф. рассеяния [c.281]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...