Оптически однородная среда

Многочисленные опытные данные свидетельствуют о том, что свет в оптически однородной среде распространяется прямолинейно. Такой же вывод следует из принципов Гюйгенса, Ферма и т. д. Наличие же оптической неоднородности в среде приводит к рассеянию света . [c.306]

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]

Указание Смолуховского на наличие флуктуаций, приводящих к оптическим неоднородностям вблизи критической точки, не ограничивается одним только объяснением критической опалесценции. Оно показывает, где надо искать причину нарушения оптической однородности среды, приводящую к рассеянию света вообще. Дело в том, что хотя однородное распределение молекул удовлетворяет второму началу термодинамики (такое распределение соответствует максимуму энтропии системы), в системе всегда возможны отклонения от наиболее вероятного (среднего), соответствующего максимуму энтропии распределения. [c.318]

Это уравнение еще раз указывает, что в оптически однородной среде лучи света представляют собой семейство прямых линий. Простые выкладки позволяют получить более определенные соотношения. Продифференцируем по I уравнение луча (6.15) [c.273]

Для иллюстрации этих приемов, принятых при рещении задач геометрической оптики, рассмотрим преломление света на сферической поверхности (рис. 6.21), являющейся границей раздела между двумя оптически однородными средами с показателями преломления пип. В этом случае закон преломления све- [c.278]

Вернемся еще раз к вопросу об оптической однородности среды, нарушение которой, как мы видели, является физической причиной явления рассеяния света. Как сказано, в случае оптически однородной среды близкие между собой малые участки ее, равные по объему, становятся под действием световой волны источниками вторичных излучений одинаковой интенсивности. Это означает, что соответствующие участки приобретают под действием переменного поля световой волны равные между собой электрические моменты, изменением которых со временем и вызывается вторичное излучение. Условие оптической однородности означает, что показатель преломления для разных участков нашей среды имеет одинаковое значение. Отсюда следует, что при постоянстве показателя преломления во всем объеме среды нельзя ждать явлений рассеяния света. [c.577]

Таким образом, постоянство показателя преломления означает, что для равных объемов (не очень малых по линейным размерам сравнительно с длиной волны) произведение Na в разных местах среды одинаково. Это означает, что если оптически однородная среда построена из совершенно одинаковых молекул (а постоянно), то постоянным должно быть и М, т. е. плотность среды повсюду постоянна если же среда состоит из разных молекул или групп, то постоянство показателя преломления может быть обеспечено соответствующим подбором N н а. Например, подобранная соответствующим образом смесь бензола и сероуглерода с погруженными в нее кусочками стекла может представлять однородную среду граница раздела между стеклом и жидкостью перестает быть заметной. [c.578]

Для нарушения оптической однородности среды необходимо нарушить постоянство показателя преломления. В такой оптически неоднородной среде разные части волнового фронта распространяются с разными скоростями, в результате чего поверхность волнового фронта непрерывно деформируется. [c.112]

В оптически однородной среде фронт плоской волны перемещается параллельно самому себе. Однако если среда неоднородна и в ней имеются включения с другими оптическими свойствами, то кроме волны, распространяющейся в первоначальном направлении, появляются волны, рассеянные в стороны. Эти волны уносят с собой определенную долю энергии и тем самым постепенно уменьшают энергию первоначального светового потока. [c.113]

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]

С ТОЙ же самой ситуацией, которая существует в оптике при изучении распространения света в оптически однородной среде. Оптические лучи являются прямыми линиями, т. е. кратчайшими линиями. Элементарные волны в построении Гюйгенса представляют собой сферы, причем не только в бесконечно малых, но п в конечных областях. Огибающие этих сфер, т. е. волновые поверхности, являются параллельными поверхностями, а оптические лучи—либо траектории механической системы — ортогональными траекториями для этого семейства параллельных поверхностей. Все это остается справедливым для произвольных оптических или механических систем при условии, что мы оперируем соответствующим образом определенным метрическим пространством. [c.329]

При прохождении излучения через идеальную оптически однородную среду ослабление излучения связано лишь с поглощением энергии в объеме среды. Если среда является оптически неоднородной, то наряду с ослаблением вследствие поглощения всегда имеет место также и ослабление вследствие рассеяния. На практике, обычно, мы всегда имеем дело с оптически неоднородными, или мутными средами. [c.145]

Геометрическая О., не рассматривая вопрос о природе света, исходит из эмпирич. законов его распространения и использует представление о световых лучах, преломляющихся и отражающихся на границах сред с разными оптич. свойствами и прямолинейных в оптически однородной среде. [c.418]

Уравнение (8) справедливо как для твердой, так и для жидкой оптически однородной среды и поэтому может быть использовано и для определения поглощения бактерицидной радиации водой, содержащей растворенные в ней примеси. [c.79]

Если оптическая однородность среды нарушена, например, в среде имеются мельчайшие частицы постороннего вещества, случайно распределенные в объеме среды (в качестве примеров можно указать пыльный воздух, туман, дым), то говорят о рассеянии света, не употребляя термин дифракция. Такие среды называют оптически мутными свет в них распространяется не только в прямом направлении, но и рассеивается во все стороны. Явление рассеяния в оптически мутных средах впервые исследовал в 1869 г. английский физик Джон Тиндаль, поэтому явление получило название эффекта Тиндаля. Тиндаль первым наблюдал, что белый свет при рассеянии становится синеватым и высказал мысль, что голубой цвет неба связан с рассеянием солнечного света на частичках пыли, которые всегда есть в достаточном количестве в атмосфере Земли. [c.134]

Пользуясь этим методом, нетрудно вычислить лучевые матрицы для простейших оптических элементов. Оптически однородной среде толщиной с1 при расположении входной и выходной плоскостей внутри среды соответствует матрица [c.187]

Подробнее о методе оптической однородности сред, автором которого является М. В. Печенкин, говорится в п, 9.4. [c.761]

Один случай замкнутой полости, находящейся в состоянии термодинамического равновесия, представляет особый интерес. Представим себе, что замкнутая полость (рис. 4-3) заполнена двумя непоглощающими и нерассеивающими средами с разными показателями преломления. Показатель преломления одной среды равен п- , а показатель преломления второй — п ,- Эти среды разделены гладкой плоскостью. Мы видели, что в оптически однородной среде состояние термодинамического равновесия характеризуется постоянством спектральной плотности энергетической яркости W (к, Т) во всех точках и во всех направлениях. Надо решить вопрос о том, сохранится ли это равенство в средах с разными показателями преломления. [c.121]

При употреблении масляной иммерсии образуется оптически однородная среда от объекта до передней линзы объектива. В качестве иммерсионной жидкости применяется кедровое масло, показатель преломления которого равен 1,515. Световые лучи проходят через покровное стекло и кедровое масло без отклонений. [c.97]

Благодаря наличию полной иммерсии создается оптически однородная среда между верхней линзой конденсора и фронт-линзой объектива. [c.98]

Дело меняется при нарушении оптической однородности среды. Однородность может нарушиться либо за счет включения посторонних частиц (например, пыли или капелек тумана в воздухе), либо за счет тепловых флуктуаций, возникающих в среде. В этом случае потеря энергии атомами на излучение при распространении волны будет приводить к ее ослаблению. Однако это не есть истинное поглощ,ение света с переходом электромагнитной энергии волны в другие формы энергии (тепло), а рассеяние света, где такого превращения нет. Истинное поглощение, когда энергия волны превращается в другие формы (тепло), вызывается другими причинами. Кроме того, ослабление волны, обусловленное излучением, слишком мало по сравнению с тем ослаблением, которое во многих случаях наблюдается в действительности. [c.548]

I. В прозрачной однородной среде бегущая плоская волна распространяется ТОЛЬКО в прямом направлении, не испытывая рассеяния в стороны. (Мы отвлекаемся от дифракции, предполагая, что ширина фронта волны достаточно велика, а следовательно, угол дифракционной расходимости мал.) Допустим теперь, что оптическая однородность среды нарушена, например множеством мельчайших частиц постороннего вещества, беспорядочно распределенных по объему среды. Примерами могут служить пыльный воздух, [c.597]

Будем пользоваться следующим правилом применимости приближения геометрической оптики. Во-первых, необходимо, чтобы волновой фронт поля излучения был достаточно гладким иначе говоря, должны быть достаточно гладкими поверхности постоянной фазы. Это необходимо для того, чтобы можно было говорить о существовании световых лучей — линий, которые в каждой точке перпендикулярны к поверхности постоянной фазы. Во-вторых, необходимо, чтобы указанные лучи были прямолинейными в оптически однородной среде. [c.122]

Оптически однородная среда 334, 488 Оптический прожектор 399 и д. [c.569]

Если световая трубка заполнена оптически однородной средой, то яркость светового пучка не изменяется [Le в формулах (191)— (194)1. [c.117]

Преломленная часть потока излучения проходит сквозь толщу оптически однородной среды и, как уже указывалось, частично поглощается и рассеивается этой средой. [c.121]

Оптическая длина пути и математическое выражение принципа Ферма. Под оптической длиной пути понимается произведение геометрической длины пути луча I в однородной среде на показатель преломления среды п, в которой распространяется свет (/) = п1, где (/) — оптическая длина пути. Если среда, в которой распространяется свет, является неоднородной, то путь луча нужно разделить на такие маленькие участки, в пределах каждого из которых показатель преломления можно считать постоянным. В этом случае [c.167]

Соответственные точки предмета и изображения, в которых 7=1, называются узловыми. Плоскости, проходящие через узлы перпендикулярно оптической оси, называются узловыми плоскостями. Как следует из выражения углового увеличения при = п , если поверхность с обеих сторон окружена одной и той же средой, оно равно 1/(5. Следовательно, если сферическая поверхность расположена в однородной среде, то главная плоскость совпадает с узловой плоскостью, а главная точка — с угловой. [c.179]

Если показате.дь преломления одинаков для всех точек области (п = onst), то в такой оптически однородной среде. лучи прямолинейны. В частности, одним из простейших решений уравнения эйконала будет. линейная функция = n(aix -t- 9. / + 32). где aj, (Х2, аз — направляющие косинусы, для которых справедливо соотношение = 1. Следовательно, такое решение [c.272]

Выше (см. 23.1) отмечалось, что нарушение оптической однородности среды связано с нарушением постоянства показателя преломления. Показатель преломления п связан с поляризуемостью молекул соотношением п = - -4nNa, где N — число молекул в единице объема ). Отсюда следует, что для постоянства показателя преломления необходимо, чтобы для равных объемов (не очень малых по линейным размерам по сравнению с длиной волны) произведение Ма в разных местах среды было одинаково. Это означает, что если оптически однородная среда состоит из совершенно одинаковых молекул (коэффициент а постоянен), то постоянным должно [c.113]

Примером такой среды может служить смесь при определенных соотношениях бензола и сероуглерода с погруженными в нее мелкими крупинками стекла. Граница раздела в такой среде перестает быть заметной — среда становится однородной. Свет через нее проходит не ослабляясь. Но поскольку стекло и жидкость обладают различной дисперсией, такая смесь оказывается оптически однородной средой только для света относительно узкого интервала длин волн. Именно эта спектральная область пройдет через среду без ослабления, а другие испытают значительное рассеяние. Этот принцип положен в основу изготовления дисперсионных светофильтров, которые пропускают свет узкого епектраль-ного состава (Л 1 30ч-50 А). [c.114]

Резюме. Задачи динамики могут быть целиком сформулированы в геометрических образах. Для этого каждой заданной механической задаче нужно поставить в соответствие нужную форму метрической геометрии. В общем случае такая геометрия будет нери-манова типа. Пространство конфигураций при этом включает в себя время наравне с другими переменными. Механические траектории являются кратчайшими, т. е. геодезическими, линиями этого многообразия, а волновые поверхности превращаются в параллельные поверхности. Геодезические линии могут быть получены как ортогональные траектории волновых поверхностей. Механическая задача соответствует задаче о распространении света в оптически однородной среде. [c.330]

По мере повьппения оптической однородности среды удается все больше приблизиться к дифракционной расходимости без заметного проигрыша в мощности (правда, при этом растут требования к необходимой точьюсти юстировки резонатора). Наконец, когда среда столь однородна, что AZ. < Х/4, может быть достигнут дифракционный предел. Для этого расстояние между зеркалами должно быгь настолько велико, чтобы вплотную приблизилось к едашице. Именно в этом и заключается основной недостаток метода селекции путем непосредственного увеличения L для [c.222]

При необходимости иммерсионной жидкостью заполняют также пространство между конденсором и препаратом. Иммерсия на конденсоре и на объективе называется йолной. Она создает оптически однородную среду между верхней линзой конденсора и фронтальной линзой объектива. Поэтому отклонение лучей возможно только в самом объекте. В табл. 2.6 приведены оптические характеристики наиболее часто применяемых иммерсионных жидкостей. [c.67]

В докладе на Симпозиуме по проблемам турбулентных течений (Киев,, 16—22 июня 1967 г ) Н. А. Силин и В. Ф. Очеретько, опираясь на опытные данные о течении гидросмеси высокой концентрации в горизонтальной трубе, полученные при использовании метода оптической однородности сред ), утверждали, что энергия турбулентных пульсаций во взвесенесущих потоках больше, чем в потоке однородной жидкости, объясняя это значительным возрастанием продольной и слабым уменьшением вертикальной составляющей пульсации скорости при нагрузке потока взвесью. [c.761]

Опыт показал однако, что рассеянный свет в б. или м. степени деполяризован (Стрэтт, 1918 г.). Релей (1918 г.) объяснил эту частичную деполяризацию допущением анизотропии молекул. Электрический момент, возникающий в анизотропной молекуле под действием световой волны, не совпадает с направлением электрического поля волны. В этом случае рассуждения, аналогичные приведенным в П. 1, приводят к выводу о необходимости частичной деполяризации рассеянного света , величина которого зависит от степени анизотропии молекулы. С точки зрения флюктуаци-онной теории наличие анизотропных молекул ведет к нарушению оптической однородности среды не только вследствие флюктуаций плотности, учтенных Эйнштейном, но и вследствие флюктуации ориентаций анизотропных молекул. Случайное образование участков среды, где анизотропные молекулы имеют более или менее правильное расположение, влияет на интенсивность рассеянного света. Поправка эта указана Кабанном (1920 г.) и выражается множителем где фактор деполяризации [c.67]

Если 8 претерпевает резкие изменения на имеющих большую протяженность границах раздела объемов, заполненных оптически однородными средами, то условия распространения электромагнитных волн определяются явлениями отражения и нреломлеипя волны на границах раздела, набега фазы волны па пути от одной границы до другой и интерференции во.лн, приходящих от различных границ ра.здела. Наиболее существенные случаи, широко применяемые в оптич. приборах и СВЧ технике, — системы плоских однородных слоев (см. Оптика тонких слоев) и различные типы волноводов (наир., системы однородных коаксиальных цилиндров). [c.502]

Короткопериодные структуры. К структурам с периодом й , малым по сравнению с длиной волны Х-2 п/к, применимо приближение оптически однородной среды. При описании распространения света в такой среде можно вводить эффективную локальную диэлектрическую проницаемость бе г( ), связывающую векторы электрической индукции и электрического поля, усредненные по длине, малой по сравнению с 2 п/К, но превышающей период Как и в объемных кристаллах, дисперсионное соотношение принимает вид [c.117]

Преломление света характеризуется показателем преломления среды (см. Е5.1). Оптически однородными средами называются среды с л = onst Вакуум можно рассматривать наравне с другими средами, считая, что показатель преломления вакуума л = 1. [c.197]

Закон прямолинейного распрооранения света в оптически однородной среде (в частности, в вакууме) лучи света распространяются прямолинейно. [c.197]

Основные оптические инструменты к их детали относятся к центрированным оптическим системам, состоящим из преломляющих и отражающих оптически однородных сред, отделенных друг от друга сферическими поверхвостямн, центры кривизны которых лежат на одной оси. Эта ось называется главной оптической осью системы. Четкие изображения в центрированных оптических системах получаются, как правило, в параксиальных пучках лучей (направленных под малым углом к главной оптической оси и пересекающих преломляющие поверхности на расстояниях, малых по сравнению с радиусами кривизны поверхностей). [c.200]

ОПТЙЧЕСКАЯ ТОЛЩИНА среды т, безразмерная величина, характеризующая ослабление оптического излучения в среде за счет поглощения и рассеяния света. Для оптически однородной среды где 8 — объёмный ослабления показатель среды, I — геом. длина пути светового луча в ней. [c.497]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...