Оптическая неоднородность

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]

Рассеяние света, как показал опыт, может происходить также при распространении света через свободные от чужеродных примесей прозрачные однородные (чистые) среды. Подобное рассеяние — рассеяние света в однородных средах — называется молекулярным рассеянием света. О причинах возникновения оптической неоднородности в этом случае речь будет идти в 2. [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]

Чем может быть обусловлена оптическая неоднородность физически однородных сред (чистых газов, жидкостей, кристаллов, истинных растворов) Ведь в них наблюдается рассеяние света. [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 равенство показывает, что луч изгибается в сторону увеличения показателя преломления и кривизна луча возрастает с увеличением градиента показателя преломления, т е. с увеличением оптической неоднородности среды. [c.273]

До сего времени речь шла о рассеянии света в мутных средах. Однако его можно наблюдать также в газах и жидкостях даже при отсутствии каких-либо загрязнений. Это молекулярное рассеяние, появляющееся в тех случаях, когда в силу тех или иных причин в среде, где распространяется свет, имеется оптическая неоднородность. Наиболее характерный пример молекулярного рассеяния — возникновение голубого цвета неба в результате рассеяния солнечного света. Вопрос о центрах такого рассеяния длительное время дискутировался видными физиками. [c.353]

Рэлей высказал предположение, что молекулы воздуха обусловливают наблюдаемые дифракционные явления. Мандельштам пока )ал, что это предположение не может объяснить эффект и необходимо искать причину оптической неоднородности. Лишь после того, как Смолуховский и Эйнштейн развили теорию флуктуаций, удалось однозначно истолковать эффект возникновения голубого цвета неба как результат рассеяния солнечного света на флуктуациях плотности в атмосфере. [c.354]

Получите уравнение эйконала и рассмотрите пример его использования для описания искривления лучей в оптически неоднородной среде. [c.458]

Рассмотрим одно утверждение геометрической оптики, аналогичное по своему содержанию рассмотренным в этой главе принципам механики. Речь идет о принципе Ферма ). В принципе Ферма утверждается, что луч света в оптически неоднородной среде распространяется вдоль кривой, которой соответствует наименьший промежуток времени, необходимый для прохождения света между двумя фиксированными точками упомянутой среды. [c.208]

Следовательно, если найдена траектория упомянутой материальной точки, то одновременно найдена форма кривых, вдоль которых распространяются лучи света в неоднородной среде. Конечно, полная идентификация задачи о движении материальной точки и задачи о распространении света в оптически неоднородной среде требует дополнительного исследования ). [c.209]

Прохождение света через оптически неоднородную [c.575]

Рис. 29.1. К вопросу о роли оптической неоднородности при светорассеянии.

Таким образом, однородность среды и когерентность вторичных волн—-условия, необходимые и достаточные для того, чтобы рассеянный свет не мог возникнуть. В действительности же идеально однородных сред не существует. В реальных средах оптические неоднородности различного происхождения всегда имеются, и это означает, что рассеянный свет всегда есть — очень интенсивный в одних случаях и предельно слабый в других. [c.576]

Во многих случаях наблюдается интенсивное рассеяние света вследствие естественно возникшей оптической неоднородности. Среды с явно выраженной оптической неоднородностью носят название мутных сред. Мутные среды — это дым (твердые частицы в газе) или туман (капельки жидкости, например воды, в воздухе), взвеси или суспензии, представляющие собой совокупность твердых частичек, плавающих в жидкости, эмульсии, т. е. взвесь капель жидкости в другой жидкости, их не растворяющей (например молоко есть эмульсия жира в воде), твердые тела вроде перламутра, опалов или молочных стекол и т. д. Во всех подобных случаях [c.579]

В таких средах наблюдается рассеяние света и, следовательно, существует физическая причина, ведущая к возникновению оптической неоднородности (Л. И. Мандельштам, 1907 г.). Физическая причина, вызывающая появление оптической неоднородности в идеально чистых средах, была найдена не сразу. [c.582]

В 1910 г. Эйнштейн дал количественную теорию молекулярного рассеяния света вдали от критической точки, основанную на идее возникновения оптических неоднородностей среды вследствие флуктуаций диэлектрической проницаемости, As. [c.584]

Интенсивность рассеянного света в этом случае будет определяться оптической неоднородностью флуктуационного происхождения. Поскольку интенсивность рассеянного света не зависит от знака Ае, она будет пропорциональна (Ае) . Простой электродинамический расчет приводит к результату [c.585]

Теперь, в случае молекулярного рассеяния света, мерой оптической неоднородности служит величина (Ае) . Если считать, что флуктуации Ае определяются только двумя независимыми термодинамическими переменными — плотностью и температурой или давлением р и энтропией 5, то можно написать [c.585]

Эйнштейн рассмотрел также случай, когда оптическая неоднородность вызывается флуктуациями концентрации растворенного вещества, если, разумеется, диэлектрическая проницаемость изменяется с концентрацией. В этом случае [c.586]

Вследствие теплового движения анизотропных молекул среды кроме флуктуаций плотности возникают также и флуктуации ориентаций анизотропных молекул, или флуктуации анизотропии. Это означает, что статистический характер движения молекул приводит к тому, что в объемах, малых по сравнению с длиной волны света, в некотором направлении оказалось больше молекул, ориентированных одинаково, чем в любом другом направлении. Такая преимущественная ориентация анизотропных молекул или такие флуктуации анизотропии создадут оптическую неоднородность и, следовательно, вызовут рассеяния света. [c.590]

Все эти временные изменения оптических неоднородностей приведут к изменению амплитуды и фазы рассеянного света по закону, соответствующему характеру временного изменения оптической неоднородности. [c.592]

Действительно, временные изменения оптических неоднородностей, вызванных флуктуациями энтропии или температуры (см. (160.2)), подчиняются уравнению температуропроводности, решение которого в данном случае дает экспоненциальную зависимость от времени. Следовательно, в этом случае функция, модулирующая амплитуду световой волны, экспоненциально зависит от времени, и в рассеянном свете возникнет спектральная линия с максимумом на частоте первоначального света — центральная компонента — с полушириной [c.595]

Временное изменение оптических неоднородностей, вызванных флуктуациями концентрации, подчиняется уравнению, формально совпадающему с уравнением температуропроводности, но с заменой X на коэффициент диффузии О. Поэтому спектральная линия излучения, рассеянного вследствие флуктуаций концентрации, по положению совпадает с центральной компонентой, но имеет иную ширину, равную [c.596]

Метод компенсирующей голограммы может быть использован для коррекции искажений, создаваемых не только аберрациями линзы, но и оптически неоднородной средой С, разделяющей объект и приемную оптику (рис. 18). [c.55]

При наличии значительной оптической неоднородности среды определенная часть электромагнитных волн, излучаемых обратно возбужденными атомами и молекулами, является некогерентной по отношению к первичным волнам и рассеивается во все стороны. В результате такого рассеяния энергия первичного пучка света постепенно уменьшается, так же как и при необратимом переходе энергии возбужденных атомов в другие формы энергии. [c.98]

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]

Таким образом, если через однородную среду проходит интенсивный пучок света, то среда становится оптически неоднородной. Луч света в такой среде будет отклоняться в сторону большего показателя преломления. [c.309]

Преломление — изменение направления распространения излучения вследствие изменения скорости его распространения в оптически неоднородной среде или при переходе из одной среды в другу]о. [c.151]

Изменяя расстояние г между интерферирующими лучами в плоскости фронта волны путем перемещения пластины 5, можно измерять масщтаб турбулентности оптических неоднородностей в исследуемой среде. [c.226]

При исследовании потоков жидкости и газа, содержащих частицы или оптические неоднородности, широко используются фотографические методы. Однако эти методы позволяют зарегистрировать только пространственное распределение интенсивности света. Информацию о разности фаз рассеянных волн фотография не дает. Голография как метод регистрации световых волн позволяет получить информацию как об амплитуде, так и о фазе заре- [c.232]

Оптические методы основаны на явлениях рассеяния, поглощения, преломления и прочих эффектах, происходящих при прохождении света через среду, содержащую оптические неоднородности. [c.242]

За движением элементов объема, содержащих оптические неоднородности, удобно наблюдать, применяя фотометрические устройства, которые обладают лучшей временной и пространственной разрешающими способностями по сравнению с фотографическими материалами. [c.248]

В жидких лазерных материалах может быть достигнута концентрация активных ионов того же порядка, что и в лазерных стеклах. Это позволяет получить большие энергии и мощности излучения с единицы объема активного вещества. В то же время сильная зависимость показателя преломления от температуры обусловливает значительные оптические неоднородности, возникающие при накачке активной среды, что приводит к ухудшению генерационных характеристик лазеров и увеличению расходимости лазерного пучка. Применение прокачки активной жидкости через лазерную кювету позволяет реализовать как периодический, так и непрерывный режим работы лазера. [c.948]

Оптические неоднородности могут возникать по разным причинам. Например, твердые частицы, взвешенные в газе (дым), капли жидкости (воды) в атмосфере (туман), твердые частицы, взвешенные в жидкости (суспензии), и т. д. приводят к оптически неоднородным средам. Такие оптические неоднородные среды принято называть мутиыми средами. [c.306]

Легко видеть из формулы (13.1а), что при е — во интенсивность рассеянного света /ф О, т, е, рассеяние света не имеет места если диэлектрические проницаемости частиц и окружающей среды совпадают, другими словами, если оптическая неоднородность (разность е — К ) отсутстпует. [c.308]

Соотношения (6.15) и (6.18) оказались полезными для решения сложных задач о распространении света в оптически неоднородной среде. В более простых случаях обычно оказывается достаточным использование только законов отражения и преломления света. При этом для описания условий фокусировки световых пучков и построения изображений применяют некоторые приемы, которые упрощают решение типовых задач. В развитие геометрической оптики суштетвенный вклад внес знаменитый [c.277]

В некоторых случаях голограмма позволяет восстановить неискаженное изображение даже без принятия специа.льных мер. Например, если объект и фотопластинка Ф находятся на сравнительно большом расстоянии друг от друга, а искажающая оптическая неоднородность С сосредоточена вблизи голо1 раммы, то оба пучка (от объекта О и опорного источника Р) проходят практически через одни и те же участки неоднородности С (рис. 19). Такая ситуация может иметь место, например, при получении изображений космических объектов через турбулентную атмосферу. [c.56]

Прямой теневой метод предложен В. Д. Дворжаком в 1880 г. Он используется в основном для обнаружения и качественного исследования оптических неоднородностей. Ввиду того что прямой теневой метод дает возможность определять вторую производную показателя преломления, он нащел щирокое применение при изучении ударных явлений, связанных с резким изменением п, таких как ударные волны, зона горения предварительно перемешанной горючей смеси, детонационные волны и т. п. [c.217]

При отсутствии в объеме 3 оптических неоднородностей на все точки экрана 4 от источника I через осветительную щель 2 и линзы 8 м 6 проходит свет одинаковой интенсивности Е, кото-торая во всех точках экрана 4 одинакова при любом положении ножа 5. Если же на пути лучей между линзами 8 ш 6 появляется какая-либо оптическая неоднородность 7, то часть лучей, отклоненных шлирой вниз по координате у, будет задержана ножом, что приведет к местному изменению освещенности экрана. [c.219]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...