Рассеяние света поверхностью жидкости

Как уже указывалось во введении, Мандельштам [15] построил теорию рассеяния света поверхностью жидкости или границей [c.63]

Рассеяние света происходит также на свободной поверхности (на границе раздела жидкость—воздух) жидкости и на границе раздела двух несмешивающихся жидкостей. На возможность такого рассеяния указал Смолуховский еще в 1908 г. Однако это явление им не было обнаружено и теория явления не была разработана. Этот вопрос рассеяния света как экспериментально, так и теоретически был решен Л. И. Мандельштамом . Он пишет Ниже мне хотелось бы подробнее обсудить вопрос, относящийся к форме поверхности жидкостей. Поверхность жидкости, которая при идеальном равновесии должна быть, напрнмер, плоской, вследствие нерегулярного теплового движения непрерывно деформируется. Если заставить отражаться от такой поверхности световой луч, то наряду с регулярным отражением должно появиться н диффузионное. Достаточны уже очень малые — по сравнению с длиной волны — шероховатости, чтобы это рассеяние обладало заметной величиной . [c.321]

Таким образом, под действием сил поверхностного натяжения, стремящегося сделать поверхность минимальной и энергии теплового движения, обусловливающего отклонение от этого равновесного состояния, возникают мелкие неоднородности на поверхности жидкости. Эти неоднородности на поверхности представляют собой молекулярные шероховатости поверхности, нарушающие правильное зеркальное отражение, тем самым приводящие к рассеянию света на поверхности. Если соприкосновение двух несмешивающихся жидкостей приводит к уменьшению поверхностного натяжения на границе их раздела, то из-за уменьшения противодействия (поверхностного натяжения) флуктуации поверхности должны усиливаться тем самым должна увеличиваться интенсивность рассеянного света. Опыты, проведенные Мандельштамом на смеси из метилового спирта [c.321]

Значительно труднее наблюдать свет, рассеянный свободной поверхностью, однако и это удалось даже для жидкости с такой большой капиллярной постоянной, как ртуть (Раман, 1926 г.). [c.584]

Интенсивность молекулярного рассеяния света сравнительно невелика, хотя явление хорошо наблюдается, например, при рассеянии света в атмосфере и морской воде. В лабораторных условиях при малых объемах вещества его наблюдать достаточно сложно, так как этому мешает главным образом свет, рассеянный на взвешенных частицах, отраженный от стенок кювет, и т. д. Для наблюдения молекулярного рассеяния необходимо устранить весь мешающий свет. Для этой цели используют специальное устройство, применяющееся для работы с жидкостями (рис. 23.11). В цилиндрический стеклянный сосуд С1 из другого сосуда С2 путем дистилляции перегоняется жидкость, в которой наблюдается рассеяние света. Такой способ заполнения сосуда С приводит к очистке жидкости от взвешенных примесей, остающихся в сосуде С2. Мощный источник света Е (ртутная лампа) освещает сосуд С] через боковую поверхность. Для концентрации света от источника в сосуде С1 служит эллиптический отражатель ЭО. Рассеянный свет проходит через окошко О и собирается линзой Л на щель спектрографа Сп или другого регистрирующего устройства. Для защиты жидкости от перегрева [c.120]

Эффект воздействия света на жидкость зависит от общего потока энергии излучения, падающего на нее со всех направлений. В связи с этим результат измерений зависит также от рассеянного света, падающего на жидкость от других источников и отражающих поверхностей. [c.83]

Ряд других флуктуационных явлений, например случайные отклонения поверхности жидкости от плоскости, также вызывает рассеяние света. В цепи проводников без внешних электродвижущих сил возникают флуктуационные случайные токи. Это явление было также изучено. [c.241]

Интенсивность света, рассеянного поверхностью жидкости, дается формулой, аналогичной (33.12). Поступая подобно тому, как в случае, ра- [c.281]

В результате молекулярной шероховатости поверхности жидкости возникает молекулярное рассеяние света в направлениях, отличных от направления зеркального отражения возбуждающего пучка света. [c.22]

Гораздо более существенно, что в приведенных результатах табл. X ясно видна общая закономерность зависимости интенсивности рассеянного света от величины коэффициента поверхностного натяжения. Вода обладает наибольшим коэффициентом поверхностного натяжения (за исключением ртути), интенсивность рассеяния поверхностью воды меньше, чем у всех других жидкостей, в полном соответствии с предсказанием теории (см. 3). [c.272]

Бриллюэновский спектр света, рассеянного па поверхности раздела жидкость — газ, исследован теоретически и экспериментально [99]. Оказывается возможным определять константы вязкости и упругости и исследовать ряд поверхностных явлений, важных для отражения. Вынужденное рассеяние отводит значительную мощность (см. обзор [100] и работы [101, 102]). Некоторые расчеты, показывающие возможность значительных отступлений от формул Френеля, даны в работе [103] отметим, что рассеянное излучение направлено в основном вдоль отраженного пучка (ср. гл. 3, ссылки [47, 48]). [c.175]

Установки для относительных измерений интенсивности света, рассеянного объемом жидкости и поверхностью раздела [c.162]

Зависимость интенсивности света, рассеянного поверхностью раздела двух жидкостей, [c.273]

Относительная интенсивность света, рассеянного поверхностью и объемом некоторых жидкостей (интенсивности рассеяния поверхностью и объемом воды приняты за единицу) ) [c.471]

Теория молекулярного рассеяния света поверхностью жидкости, изложенная в 3, предсказывает, что интенсивность должна быть обратно пропорциональна возбуждающего света, тогда как в объемном рассеянии интенсивность обратно пропорциональна Экспериментальная проверка этого вывода теории выполнена Барышанской (Ландсберг) [c.273]

Особенности теплового движения в поверхностных слоях жидкостей приводят к молекулярному рассеянию света поверхностями. К др. группе II, я. относятся термоэлектронная эмиссия, возникновение скачков потенциала и образование двойных слоев ионов на поверхностях раздела фаз. Эти П. я. в значит, степени связаны с адсорбцией ионов и динольных молекул (см. Электродные процессы, Электрокинетиче-ские явления, Электрокапиллярные явления). [c.60]

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]

Для общего случая теория рассеяния света от молекулярнонеоднородной поверхности жидкости развита Андроновым и Леонтовичем [111]. Воспользовавшись идеями Мандельштама, Ганс [112] рассчитал случай молекулярного рассеяния света поверхностью металлической ртути, а также— независимо от Андронова и Леонтовича — нашел общие формулы, описывающие интенсивность света, рассеянного поверхностью раздела двух прозрачных сред [113]. [c.64]

Полагая, что молекулярные шероховатости млюго меньше длины волны падаюш,его света, Маг дельштам разработал теорию рассеяния света на свободной поверхности жидкости и на границе раздела двух жидкостей. Теория рассеяния света на границе раздела двух прозрачных сред в дальнейшем была развита Андроновым, Леонто-вичем и др. [c.322]

Получить фотографии движения мелких частиц в потоке жидкости чрезвычайно трудно, даже когда они пересекают весьма интенсивный пучок света, и особенно трудно зарисовать точные детали потока, рассматриваемого под микроскопом при большом увеличении. Некоторые фотографии турбулентного потока в гладком квадратном канале даны в работе [9]. Они были получены на высокочувствительных пластинках с помощью фотографической камеры Leitz , но при более слабом увеличении, чем в случае визуального наблюдения. Получить фотографии потока в его деталях вблизи стенки трубы не представилось возможным, поскольку интенсивность света, падающего от освещенных частиц на фотопластинку, сильно ослаблялась высоким увеличением, небходимым для обнаружения этих деталей, и поскольку свет, рассеянный от поверхности при близком расположении от нее пучка света, приводил к появлению вуали на пластинке. [c.127]

Электрозатворы. В качестве высокоскоростного затвора в камерах давно пользуются ячейкой Керра [21]. Спектральная чувствительность камеры с таким затвором определяется прозрачностью жидкости в ячейке Керра и чувствительностью пленки. Разрешающая способность ячейки Керра может быть довольно высока по сравнению с электронно-оптическими приборами. Хотя угловая апертура таких затворов мала, это не является ограничением при фотографировании лазеров, так как лазерный пучок сильно коллимирован. Чтобы получить более одного кадра при помощи камеры с затвором в виде ячейки Керра без применения отводящих зеркал, приходится пользоваться серией расщепителей пучка, по одному на каждую ячейку. Хотя из-за конечной длины этих расщепителей уменьшается светосила объективов, которыми можно пользоваться, это не приводит к ухудшению качества фотографий лазерных источников, В одной из конструкций камер, где данная трудность была устранена, свет распределяется по ячейкам Керра (или по ЭОП) при помощи многогранной призмы, расположенной за объективом. Такая конструкция не дает возможности получить более одного кадра лазерного источника. Допуская же некоторое снижение качества изображения, подобной камерой можно пользоваться, если лазерный пучок направить на экран из шлифованного стекла или на матовый отражатель. Тогда камера будет фотографировать изображение в рассеянном свете. При такой методике уменьшается яркость изображения и снижается разрешающая способность, причем на изображении появляются вспышки из-за пространственного фурье-преобразования на поверхности и соответствующих интерференционных эффектов. [c.58]

Вторым примером может служить рассеяние света на границе раздела двух несмешиваюи ихся жидкостей или на свободной поверхности жидкости. Из-за теплового движения поверхность жидкости не бывает абсолютно гладкой. Она всегда неровная. На этих неровностях свет претерпевает дифракцию, т. е. происходит поверхностное молекулярное рассеяние. Если высота неровностей мала по сравнению с длиной волны, как это имеет место в обычных условиях, то амплитуда рассеянного света обратно пропорциональна первой, а его интенсивность второй степени длины волны. Поверхностное натяжение сглаживает неровности, появившиеся из-за тепловых флуктуаций. Поэтому молекулярное поверхностное [c.607]

Рассеяние света на тепловых акустических колебаниях [1, 3, 4] в принципе ничем не отличается от рассеяния на когерентных звуковых волнах. Однако его математическое описание несколько более сложно, так как тепловые возбуждения обладают широким спектром частот и волновых векторов, в результате чего рассеяние происходит во всех направлениях. Так же, как и в случае когерентных световых волн, при рассеянии на тепловых колебаниях наблюдается смещение частот дифрагированного света. Это смещение впервые было предсказано Мандельштамом и Бриллюэном именно для рассеяния на звуковых волнах теплового происхождения, что и послужило причиной называть его мандельштам-брил-люэновским рассеянием (МБР), в отлщие от рассеяния на неподвижных неоднородностях — рэлеевского рассеяния, происходящего без сдвига частоты [1]. В экспериментах с жидкостями обычно наблюдаются две смещенные линии мандельштам-бриллюэновского рйссеяния стоксова линия, имеющая более низкую частоту по сравнению с частотой падающего света (см. также 2), и антистоксова линия, характеризующаяся более высокой частотой. Для твердых кристаллических тел как правило наблюдаются три стоксовы и три антистоксовы компоненты в соответствии с тремя типами акустических волн в кристалле — одной квазипродольной и двумя квазипоперечными. При наличии свободной поверхности в результате рассеяния на тепловых поверхностных волнах в спектре рассеянного света могут появиться и дополнительные линии. [c.346]

Появление на поверхности струи фонтана зон посветления в лучах осветительного устройства (см. 1 гл. 3) — есть результат диффузного рассеяния света от сетки стоячих капиллярных волн. В зависимости от объема и длительности существования кавитационной области в струе, а также вязкости озвучиваемой жидкости, можно видеть разнообразные картины образования капиллярных волн и выбросов тумана. Наблюдается выделение тумана в форме симметричных струй (см. рис. 22, г), являющееся следствием возбуждения колебаний различных мод на поверхности бусинок струи, недовозбуждение бусинок (см. рис. 22, в), когда амплитуда колебаний поверхности струи превосходит пороговую амплитуду возбуждения капиллярных волн, но в то же время меньше порога каплеобразования (см. 1 гл. 4) и т. д. Кавитационная область, инициируя описанные явления, переносится потоком жидкости в верхние участки струи, а затем исчезает там вследствие дефицита акустической энергии и разрушения струи. Следующий цикл распыления возникает в результате появления нового зародыша кавитации, и т. д. [c.379]

Найденные им формулы выражают зависимость интенсивности света, рассеянного поверхностью жидкости, от свойств жидкости, длины волны возбуждаюш его света и углов, определяющих направление падающего и рассеянного света. Для простоты расчета Мандельштам привел формулы для случая, когда рассеянный луч лежит в плоскости падения и составляет малый угол с зеркально отраженным лучом. [c.64]

Около температуры 39° С жидкость становится мутной и затем снова прозрачной. Изложенные экспериментальные результаты Мандельштама [151 находятся в качественном согласии с теорией. Действительно, при приближении к критической температуре смешения коэффициент поверхностного натяжения у падает, и поэтому, как ясно из формул (3.4) и (3.5) (интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна у (см. 3)), интенсивность рассеянного света сильно возрастает. В полном согласии с теорией наблюдалась также зависимость интенсивности от угла наблюдения рассеянного света. В дальнейшем количественные измерения характеристик света, рассеянного поверхностью жидкости, были выполнены Раманом и Рамдасом [397, 398], Рам-дасом [399] и Барышанской [193]. [c.269]

Экспериментальные данные Рамана и Рамдаса [398] для света, рассеянного на поверхности метилового спирта, относятся к случаю, когда поверхность освещалась естественным светом со стороны жидкости под углом полного внутреннего отражения (0=49°) при различных значениях азимута ф. Теоретический расчет по формулам (3.5) (я = 1/1,328, Х4200 A и у =23 дин/см), выполненный Андроновым и Леонтовичем [111], представлен на графике рис. 56 для трех углов 0 и для ф, меняющегося от О до ШО"". Экспериментальные данные нанесены кружками. До азимутов Ф —ISO"" согласие эксперимента с теорией вполне хорошее, между тем как при больших азимутах очевидно серьезное расхождение. Высказывалась мысль, что причина наблюдавшегося расхождения — несовершенство теории. В [402] указывается, что [c.271]

Для ч-ц, размеры к-рых много больше X, параметр р близок к О, и рассеяние определяется геом, эффектами преломления света на поверхностях раздела объёмов. В этом случае I не зависит от X, что и наблюдается при рассеянии света в туманах и облаках — они имеют белый цвет. На изучении рассеяния света неоднородностями в газах, жидкостях и тв. телах основаны методы нефелометрии п ультрамикроскопии (см. Ультрамикроскоп), позволяющие определять концентрацию неоднородностей и изучать их природу (а в нефелометрии — п их размеры). Особый раздел О. н. с. составляет оптика тонких слоев. [c.494]

Обнаружение поля рассеяния производится с помощью железного порошка (сухой метод). Чаще применяют так называемый мокрый метод (в качестве несушей жидкости используют минеральное масло и керосин). Магнитный порошок представляет обычно магнетит или Кроме того, применяют флюоресцирующие вещества, которые светятся в ультрафиолетовом свете. С помощью порошковых фигур могут быть определены трещины шириной до 10 мм. Чувствительность метода за ш-сит от намагниченности материала, его поверхности и размера изделий. Для испытаний мелких деталей используют полевые зонды (импульсное намагничивание позволяет осуществлять быструю маркировку). Вьтсокая скорость испытаний достигается с помощью прибора со взвесью порошка, схема которого приведена на рис. 1.393. [c.149]

Контактная линза насаживается прямо на роговицу глаза пациента. Та поверхность линзы, которая обращена к глазу, соответствует форме роговицы. Зазор между роговицей и линзой заполняется слезной жидкостью, благодаря чему обе поверхности в оптическом смысле почти перестают существовать свет проходит сквозь них без преломления, отражения и рассеяния. Внс1и-ней поверхности линзы придается форма, обеспечивающая исправление аметропии глаза. В результате острота зрения полностью восстанавливается. [c.30]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...