Интенсивность рассеянного света кристаллах

В интервале температур 20- 400°С в кристалле PMN наблюдалось зависящее от температуры интенсивное рассеяние света [31]. Величина коэффициента рассеяния на [c.89]

При исследовании кристаллов нужен правильный критерий, позволяющий отделить свет молекулярного рассеяния от света, рассеянного на посторонних включениях. Такой критерий был най ден Ландсбергом [17] в его первой работе по рассеянию света в твердом теле. Ландсберг проанализировал характер температурной зависимости интенсивности рассеянного света и нашел, что интенсивность молекулярного рассеяния в твердом теле практически пропорциональна абсолютной температуре. Если отложить интенсивность рассеяния в кристалле, измеренную при разных температурах, в функции абсолютной температуры, то должна получиться, и действительно получается, прямая линия [17]. Экстраполируя прямую линию к абсолютному нулю температур, можно оценить долю интенсивности света, рассеянного на посторонних включениях (не зависящую от температуры). В отсутствие постороннего рассеяния указанная прямая проходит через начало координат [20]. Критерий Ландсберга позволяет отобрать образцы хороших кристаллов или учесть долю паразитного света, рассеянного каждым образцом. [c.150]

Таким образом, в результате опытов с органическими стеклами (пока единственными) и плавленым кварцем можно сделать вывод, что в случае органических стекол интенсивность рассеянного света приблизительно на 100% превышает вычисленную по формулам, полученным в теории рассеяния в жидкости, и гораздо сильней расходится С интенсивностью, вычисленной из формул теории рассеяния в кристаллах. [c.332]

Рассмотренный экспериментальный материал и расчеты интенсивности рассеянного света показывают, что явление релеевского рассеяния в аморфном теле лучше описывается теорией рассеяния в жидкости, чем теорией рассеяния в твердом теле. Такая ситуация представляется нам естественной. Действительно, при построении теории твердого тела вследствие упорядоченности кристаллической структуры достаточно учесть дебаевскую и борнов-скую (акустическую и оптическую) ветви частот, чтобы учесть все степени свободы и построить таким путем полную теорию рассеяния в кристалле. [c.335]

Измерение интенсивности рассеянного света в кристаллах связано с особыми трудностями. [c.376]

Экспериментальное исследование молекулярного рассеяния света в кристаллах было посвящено главным образом определениям абсолютной величины интенсивности рассеянного света, деполяризации рассеянного света, эффекта анизотропии рассеянного света и, наконец, тонкой структуры линии релеевского рассеяния. [c.389]

Рис. 99. Зависимость интенсивности рассеянного света от температуры в кристалле кварца (Яковлев, Величкина, Михеева [22]).

Нулевой энергии квантового гармонического осциллятора соответствуют некоторые нулевые колебания частицы, которые происходят при температурах, как угодно близких к абсолютному нулю (Г=0 К) (П.4.9.4 ), Существование нулевой энергии подтверждено экспериментально в явлении рассеяния света кристаллами твердых тел при сверхнизких температурах. Рассеяние света происходит на колеблющихся атомах, молекулах или ионах, расположенных в узлах кристаллической решетки (11.1.6.5°). С классической точки зрения при Г- 0 К должны прекращаться колебания узлов решетки и должно прекратиться рассеяние света. Опыты показали, что при уменьшении температуры тела интенсивность рассеянного света не убывает ниже некоторого предела и сохраняется при дальнейшем охлаждении. Происходит это потому, что при сверхнизких температурах, близких к абсолютному нулю, сохраняются нулевые колебания узлов решетки и происходит рассеяние света. [c.434]

Релеевское и комбинационное рассеяние света обычно исследуется при использовании интенсивного монохроматического излучения с частотой, расположенной в области прозрачности кристалла. В этих условиях спектр рассеяния находится в области, далёкой от спектра люминесценции, и легко выделяется. Интенсивность рассеяния очень мала. Однако по мере приближения возбуждающей частоты к резонансу интенсивность рассеяния сильно возрастает. В резонансе релеевское и комбинационное рассеяния практически неотличимы (если не учитывать, что поглощение и испускание фотонов разделены между собой промежуточными процессами). Природа релеевского резонансного излучения с возбуждённого уровня, имеющего ширину 7, зависит от спектрального состава облучающего света. Если система облучается светом с непрерывным спектром в области 7, то имеет место резонансная люминесценция, т. е. происходит два независимых процесса поглощение и последующее испускание света со спектральным распределением, обусловленным шириной уровня квантовой системы 7. Если же система облучается монохроматическим светом шириной 70 <С 7, то испускаемая линия имеет ту же ширину 70 и форму, что и первичная. При этом поглощение и излучение представляют собой однофотонный когерентный процесс. Квантовая система помнит , какой фотон она поглотила. В этих условиях энергия квантовой системы в момент взаимодействия со светом не имеет определённого значения. Таким образом, при резонансной флуоресценции нельзя сказать, в каком состоянии, основном или возбуждённом, находится молекула. Как только квантовое состояние молекулы сделается определённым, например, при измерении в течение времени, малого по сравнению со временем жизни 1/7, излучаемая энергия, из-за короткого времени измерения (меньше 1/7), будет обладать шириной, не меньшей, чем естественная ширина 7. Итак, когда молекула в процессе поглощения и излучения находится в возбуждённом состоянии, оба процесса делаются независимыми и испускаемое излучение имеет естественную ширину. [c.19]

В опытах Г. Ландсберга и А. Шубина исследования проводились на кристалле кварца достаточно большого размера (3,9 х 3,4 х 3,1 см), причем электромагнитная волна (белый свет) направлялась через верхний (горячий) торец к нижнему (холодному) торцу. Температура торцов измерялась термопарами, а интенсивность — в 3-х точках по высоте образца. Зависимость интенсивности от градиента температур определяется от степени затухания упругих волн Дебая в теле. Если размер кристалла мал, упругие волны, ответственные за расстояние, практически не затухают и интенсивность рассеяния не будет зависеть от градиента, даже при большой величине последнего. Этот факт — с точностью до 1 % — и был подтвержден в опытах. [c.97]

В 3 излагается обобщенный вариант теории Плачека комбинационного рассеяния света фононами. В этой теории используется полное квантовое описание системы излучение плюс вещество . В результате получается, что интенсивность комбинационного рассеяния света фононами пропорциональна квадрату модуля матричного элемента оператора поляризуемости, соответствующего переходу между двумя колебательными состояниями кристалла. Используя полученные таким образом результаты и применяя методы теории групп, можно вывести ограничения, накладываемые симметрией на процессы инфракрасного поглощения и комбинационного рассеяния света. Общие принципы такого анализа рассмотрены в 2 и 3, в которых изучаются трансформационные свойства операторов дипольного момента и поляризуемости. Полученные в 2 и 3 результаты основаны на использовании для подсистемы, соответствующей веществу, адиабатического приближения Борна — Оппенгеймера. [c.5]

ЧИСТЫХ кристаллов антрацена в Ь-компоненте начинается интенсивной полосой (ширина 60 см ) с максимумом в области частоты 25 055 см . Поляризация и положение коротковолнового крыла этой полосы совпадают с положением и поляризацией полосы поглощения в Ь-компоненте. В длинноволновую сторону от первой полосы люминесценции расположены широкие полосы люминесценции, которые, по-видимому, соответствуют переходам с уровней экситонной полосы на колебательные подуровни основного состояния, относящиеся к полносимметричным внутримолекулярным колебаниям 394, 1167, 1262, 1402, 1558 и 1644 слг в спектре комбинационного рассеяния света. [c.589]

Принципиальное значение для Н. о. имело создание лазеров с модулиров. добротностью (1962), позволяющих иолучать при длительности импульсов 10 — 10 с интенсивности 10 —10 Вт/см . Сильные поля лазеров с модулиров. добротностью позволили начать исследования нелинейных эффектов, кубичных по полю, определяемых х - С помощью этих лазеров получены 3-я и 4-я оптич. гармоники (1963—64), обнаружено явление вынужденного комбинац. рассеяния (1962). Оказалось, что в сильных лазерных полях взаимодействия электронных и колебат. движений в молекулах и кристаллах приводят к фазиронке колебаний рассеяние становится когерентным, интенсивность рассеянного света возрастает на много порядков. [c.293]

Существует аналогичный процесс вынужденного рассеяния фотона с испусканием фонона, вероятность которого пропорциональна интенсивности рассеянного света. Вынужденное рассеяние Мандельштама—Бриллюэна (ВРМБ) было открыто на опыте в 1964 г.-Чиао, Таунсом и Стойчевым. Они обнаружили, что мощное лазерное излучение частоты со вызывает в кристалле появление когерентной упругой волны частоты й с одновременным испусканием света на частоте со—й. Явление наблюдается лишь тогда, когда мощность лазерного излучения превышает некоторое пороговое значение. [c.499]

Молекулярное рассеяние света в кристаллах впервые было надежно установлено Г. С. Ландсбергом в 1926—1927 гг. Трудность состояла не только в том, что интенсивность рассеянного света в хороших кристаллах по предварительной оценке должна составлять всего около 10 от интенсивности падающего свста. В то время вообще было не ясно, существуют ли кристаллы, в которых основную долю рассеянного света составляет свет молекулярного рассеяния, а не паразитный свет, возникающий при рассеянии на различных вкраплениях, микротрещинах и других дефектах кристалла. Метод, с помощью которого удалось отделить одно рассеяние от другого, состоял в исследовании температурной зави- -сиМости интенсивности рассеянного -света. Интенсивность пара-зитно рассеянного света не должна зависеть от температуры, а мо-лекулярно рассеянного — возрастать с температурой. Г. С. Ланд-сберг нашел, что в лучших кристаллах кварца только 25% рассеянного света не зависит от температуры и, следовательно, вызвано посторонними включениями, а остальные 75% зависят от температуры линейно, что и указывает на их молекулярное происхождение. [c.608]

Яковлев, Величкина и Михеева [22] изучали температурную зависимость интенсивности рассеянного света при а = р-переходе в кристалле кварца, их установка представлена на рис. 21. Свет ртутной лампы 2 сверхвысокого давления направлялся объекти- [c.161]

Из теории молекулярного рассеяния света в кристаллах вытекает, что интенсивность молекулярного рассеяния пропорциональна абсолютной температуре. Небольшая дополнительная температурная зависимость, связанная с температурным коэффициентом упругих и упругооптических постоянных, дает изменение интенсивности рассеянного света 1%, когда температура меняется на 200°С [146] (кварц). Поэтому этим эффектом можно пренебречь. [c.376]

Расчет интенсивности рассеянного света для различных ориентаций кристаллов [формулы (31.1), (31.2) и (31.4) — (31.7)] указывает на то, что интенсивность рассеянного света должна зависеть от ориентации кристалла. Этот эффект впервые экспериментально был обнаружен в кристалле кварца Вульфсоном и Ломбертом [21] и подробно изучался Мотулевич [20]. Эксперимент [20] дал для двух образцов кварца следующие значения после внесения поправок на комбинационное рассеяние света [c.392]

Этот эффект, называемый также рассеянием света на свете, согласно предсказаниям квантовой электродинамики, должен существовать в вакууме в результате рождения виртуальных электрон-позитрон-ных пар. Вероятность этого процесса обратно пропорциональна энергии рождения пары, равной 1 МэВ, и поэтому эффект крайне мал и до сих пор не наблюдался. Поскольку в веществе энергия рождения пары электрон— дырка имеет порядок 1 эВ, то должен существовать эффект рассеяние света на свете в веществе с интенсивностью, на много порядков большей и поэтому доступной наблюдению, что подтверждено опытами С. М. Рывкина и др. До сих пор рассеяние света на свете наблюдалось лишь в конденсированном веществе (в воде, в кристаллах кальцита и dS), нелинейность которого гораздо больше вакуума. [c.412]

Кристаллы невозможно очистить от случайных включений, поэтому число изученных объектов здесь невелико. Метод, который позволил отличить молекулярно-рассеянный свет от света, рассеянного случайными включениями, состояд в исследовании зависимости интенсивности от температуры интенсивность молекулярно-рассеянного света растет пропорционально абсолютной температуре, а интенсивность паразитного света от температуры не зависит. [c.588]

ЭФФЕКТ [переключения — скачкообразный обратимый переход полупроводника из состояния с высоким сопротивлением в состояние с низким сопротивлением под действием электрического поля, напряженность которого превышает некоторое пороговое значение пьезоэлектрический < — возникновение электрических зарядов разного знака при деформации некоторых кристаллов обратный заключается в изменении линейных размеров некоторых кристаллов под действием электрического поля) радиометрический состоит в обнаружении и измерении давления электромагнитных волн на твердые тела и газы Рамана см. РАССЕЯНИЕ света комбинационное стереоскопический — психофизиологическое явление слитного восприятия изображений, видимых правым и левым глазом стробоскопический — основанная на инерции зрения зрительная иллюзия непрерывного движения, возникающая при наблюдении движущегося предмета в течение коротких быстро следующих друг за другом промежутков времени теней — появление интенсивности в распределении частиц, вылетающих из узлов кристаллической решетки в направлениях кристаллографических осей и плоскостей тензорезистивиый — изменение электрического сопротивления твердого проводника при его деформации тепловой реакции — теплота, выделенная или поглощенная термодинамической системой при протекании в ней химической реакции при условии, что система не совершает никакой работы, кроме работы расширения, а температура продуктов реакции равна [c.301]

Благодаря высокой интенсивности излучения импульсных лазеров запись голограмм производится па спец. материалах, т. к. многие материалы, предназначенные для непрерывной записи голограмм, мало чувствительны к коротким импульсам излучения. В И. г. используются тонкие ыагк. плёнки, к-рые могут быть локально нагреты лазерным излучением до точки Кюри (MnBi, EuG и др.), что приводит к изменению магн. п магпитооптич. свойств [1] полупроводниковые кристаллы, поглощающие жидкости и газы, комбинационно-активные среды (см. Комбинационное рассеяние света), среды с инверсией заселённостей и фазовой памятью [4]. [c.132]

Другой механизм влияния электрич. поля на оптич. свойства вещества связан с определ. ориентацией в поле молекул, обладающих постоянным дипольным моментом или анизотропией поляризуемости. В результате у первоначально изотропного ансамбля молекул появляются свойства одноосного кристалла. Характерное время ориентационных процессов колеблется от 10 —10 с для газов и чистых жидкостей до 10 с и больше для коллоидных растворов, молекул, аэрозолей и т. п. Особенно сильно выражен ориентационный эффект в жидких к р и с т а л л а X (время релаксации 10" с), в них наблюдается целый ряд электрооптич. эффектов. В твёрдых телах при наложении электрич, поля наблюдается появление оптической анизотропии, обусловлен, установлением различий в ср. расстояниях между частицами решётки вдоль и поперёк поля (стрикционный эффект). Как ориентационный, так и стрикционный эффекты не только дают существ, вклад в эффект Керра, но и приводят к изменению интенсивности и деполяризации рассеянного света под влиянием электрич, поля (т. н. дитин дализм). [c.589]

При приложении электрического напряже1Игя к слою нематического ЖК с отрииатсльгго анизотропией диэлектрической проницаемости, обла- ающего достаточной электропроводностью (10- —10- Ом- -см ), он с некоторого порогового значения напряжения теряет механическое равновесие, т. е. в слое возникает макроскопическое движение молекул, переходящее в турбулентное [19J. Оно обусловлено взаимодействием внешнего электрического поля с объемными зарядами, образующимися в жидкости в результате анизотропии ее проводимости Преломление световых лучей на градиентах показателя преломления в перемешивающемся слое Жидкого Кристалла и приводит к их интенсивному рассеянию, вследствие чего этот эффект получил название динамического рассеяния света. Он характеризуется низкими упразляго-щими напряжениями (единицы вольт) и достаточным оптическим контрастом, а также удобен в условиях хорошей освещенности. Время релаксации ЖК. к исходному прозрачному состоянию после выключения напряжения составляет обычно десятки и сотни [c.35]

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]

Здесь /min — минимальный уровень интенсивности полезного оптического сигнала, который регистрируется при считывании информации, записанной в фоторефр актив ном кристалле /шах — максимальный уровень считываемого сигнала в пределах линейной (по какому-либо заданному критерию) зависимости выходного сигнала от входного. В принципе /щщ определяется уровнем шумов рассеянного света и связано с неоднородностями, дефектами самой фото-рефрактивной среды. На практике в реальных устройствах часто [c.42]

Параметры линий комбинационного рассеяния света (частота, интенсивность, степень деполяризации и полуширина) определяются строением малых частиц и их взаимодействиями с окружающей средой. В работе 1122] наблюдались рамановские спектры 1-го порядка у частиц MgO диаметром 300 и 600 А, отсутствующие в массивном кристалле. Полученные результаты позволили сделать некоторые заключения об оптических фононах малых частиц. Рамановское рассеяние 1-го порядка детектировалось также от коллоидных частиц Na, Ag диаметром 50—400 А, получаемых электролитическим окрашиванием с последующей термической обработкой кристаллов Na l, NaBr, Nal [123, 124]. Сами эти кристаллы давали рамановские спектры только 2-го порядка. Предполагалось, что рассеяние 1-го порядка возникает от возбуждения поверхностных колебаний на границе металлических частиц и галогенида щелочного металла. Поскольку частота рамановской линии должна зависеть от изменений параметра решетки, вызываемых вариацией давления или температуры, в работе [125] была предпринята попытка измерить с помощью рамановского рассеяния кристаллографический размерный эффект в частицах Sr l, размером от 100 до 500 А. Результаты этой работы удут об-су кдаться ниже. [c.32]

Присутствие щели частот в спектрах NaBr Ag и Nal Ag находится в согласии с ожидаемой щелью частот для кристаллов NaBr и Nal, вычисленной из плотности фононных состояний. Поэтому предполагается, что граница между кристаллом и коллоидной частицей каким-то, пока неизвестным, образом включается в процесс рассеяния света. На эти возмущенные фононы налагаются локализованные моды, особенно в Nal Ag, где наблюдаются пики при частотах выше частоты oi обрезания фононного спектра Nal. Не исключено, что зти пики обусловлены химической связью атомов Ag и анионов поверхности кристалла. Увеличение интенсивности рамановских линий, когда длина волны лазерного излучения совпадает с пиком поглощения частиц, показывает, что в процессе рассеяния света принимают участие поверхностные плазмоны, которые осуществляют перенос возбуждения от металла к ионам поверхности кристалла. [c.310]

Для изучения неоднородностей толщины кристаллов применяется микроспектрофотометр с пространственным сканированием, в котором образец расположен на двухкоординатном столе и перемещается относительно зондирующего пучьа. по любой заданной траектории [2.43]. При этом можно регистрировать интенсивность отраженного, проходящего или рассеянного света при разных углах падения поляризованного света на поверхность образца. [c.60]

По свидетельству Григория Самуиловича Ландсберга идея тонкой структуры молекулярного рассеяния была высказана Л. И. Мандельштамом еще в 1918 г., но соответствующая статья [36] была напечатана лишь в 1926 г., когда французский физик Леон Бриллюэн независимо нашел часть результатов, изложенных в [36]. Мандельштам считал необходимым подтвердить свои идеи экспериментально, что стало возможным лишь в 1925 г., когда он стал работать в Московском университете. Сын Леонида Исааковича профессор Сергей Леонидович Мандельштам так вспоминает об этих днях Под влиянием отца Г. С. Ландсбергом была начата работа по изучению молекулярного рассеяния света в твердых телах, которое до сих пор по существу еще не наблюдалось, и эта работа, как и большинство других работ Григория Самуиловича, яв илась пионерской. Молекулярное рассеяние маскировалось во много раз более сильным рассеянием на включениях и неоднородностях. Чтобы отделить молекулярное рассеяние от рассеяния на загрязнениях, Григорий Самуилович вместе с К. С. Вольфсоном применил удивительно изящную методику — нагрев кристалла, при котором интенсивность истинного молекулярного рассеяния света увеличивалась е температурой, а рассеяние на примесях оставалось неизменным... Григорий Самуилович умел обходиться очень простыми средствами. Сейчас трудно себе представить бедность оснащения тогдашних лабораторий. [c.147]

При взаимодеР1Ствии света с веществом, наряду с другими явлениями, возникает также рассеяние света, представляющее значительный научный и практический интерес. Детальное изучение свойств рассеянного света—его интенсивности, поляризации, спектрального состава — иозволяет не только объяснить многие явления природы, но и получить ценные сведения, касающиеся структуры молекул, молекулярных кристаллов и жидкостей, величины и природы межмолекулярных и внутримолекулярных сил, в ряде случаев успешно вести качественный и количественный анализы довольно сложных органических и неорганических соединений. [c.705]

В этой главе мы рассмотрим теоретические методы вычисления коэффициента инфракрасного поглощения и интенсивности комбинационного рассеяния света в кристалле. Очевидно, наша задача максимального использования свойств симметрии, т. е. выводов теории групп, для объяснения и предсказания оптических свойств кристаллов может быть рещена только при наличии полной квантовомеханической теории этих свойств. [c.5]

Очевидно также, что поляризационные эффекты такого типа, вообще говоря, приводят к деполяризации света. При рассмотрении комбинационного рассеяния света молекулярными колебаниями термин степень деполяризации часто используется для описания изменения поляризации первоначально поляризованного света в результате рассеяния. Поскольку для случая комбинационного рассеяния света в кристалле относительные интенсивности рассеянного излучения в каждой поляризации можно вычислить точно, проведя рассмотрение описанного РЫше типа для каждой поляризации падающего излучения, вве- [c.48]

В заключение изложим полезный метод выделения поляризационных эффектов в комбинационном рассеянии света в кубических кристаллах. Можно одновременно воспользоваться соотношением (5.10) и видом матриц (5.15) — (5.20). Предположим, что мы построили матрицу /, (а, р)-компонента которой описывает интенсивность рассеяния всех типов симметрии при поляризации падаюшего света [г а и поляризации рассеянного света Следует помнить, что матрицы (5.15) — (5.20) заданы в [c.50]

Сравнение табл. 41а, 416 и 41в показывает весьма хорошее общее согласие между результатами комбинационного рассеяния, обработанными с помощью концепции критических точек плюс теоретико-групповой анализ, и данными, полученными по рассеянию нейтронов. Хорошее согласие имеется также с результатами, полученными из инфракрасных спектров как на совершенных [91], так и на несовершенных кристаллах [102], где благодаря нарушению симметрии становятся активными однофононные процессы в критических точках на границе зоны, запрещенные в идеальной решетке. Темпл и Хатэвей [101] обнаружили также интересное свойство комбинационного рассеяния, заключающееся в том, что компонента (Г1- --) рассеянного света оказывается существенно интенсивнее, чем компоненты (Г12+) и (Г25+). Следует напомнить (см. правила отбора в табл. 37), что в обертонах могут быть активными все три представления. [c.193]

Фиг. 23. Комбинационное рассеяние света в кристаллах Na l и КС1 (интенсивность в относительных единицах как функция волнового числа) [121].

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...