Рассеяние света частицами

Если частицы непрозрачны, то интенсивность рассеянного света частицами любых размеров можно вычислить по уравнению [c.268]

Наличие в пламени взвешенных твердых частиц приводит к ослаблению яркости источника также вследствие рассеяния света частицами. Следовательно, наличие в пламени значительного количества взвешенных твердых частиц занижает результаты измерения температур методом обращения спектральных линий. Этот метод используется не только для измерения средней температуры факела в данном его сечении, но иногда и для исследования поля температур. Выбираются спектральные линии такого щелочного металла, который либо совсем отсутствует, либо находится в очень небольшом количестве в горючем. Раствор солей щелочного металла последовательно вводят в отдельные места факела, осуществляя тем самым местное окрашивание пламени и наблюдая каждый раз обращение выбранных спектральных линий. Очевидно, что введение красителя в отдельные зоны факела в той или иной степени нарушает его температурное поле. [c.416]

Теория рассеяния света частицами представляет собой раздел последовательной теории взаимодействия электромагнитных волн оптического диапазона с веществом. Исходными в теории рассеяния являются уравнения Максвелла и материальные уравнения. Макроскопические уравнения Максвелла, представляющие собой [c.7]

Фиг. 560. Рассеяние света частицами W08, ориентированными под действием ультразвука.

Уравнение переноса излучения, а также его приближения и различные методы решения, рассмотренные выше, применимы прежде всего к гомогенным средам с молекулярным рассеянием света. Задача оказывается более сложной в случае двухфазных систем. Прежде всего необходимо связать оптические характеристики среды с оптическими параметрами отдельной частицы или неоднородности. Как правило, предполагается, что частицы рассеивают излучение независимо [125]. Индикатриса рассеяния сплошной среды принимается подобной индикатрисе рассеяния отдельной частицы, а интенсивность рассеяния — пропорциональной числу частиц [161]. [c.144]

Для измерения концентрации дискретной фазы в смеси применялись различные методы электрический — при исследовании аэрозолей [335] оптический метод регистрации рассеяния света [656] — при суммарных измерениях на больших образцах и при относительно малом числе частиц в единице объема системы регистрации с помощью счетчика соударений частиц [741] и с помощью датчиков в отдельных точках [830] — при сравнительно большом размере частиц, а также при малом содержании твердой фазы. С помощью последних методов исследуется скорее локальный поток массы, чем концентрация. [c.181]

Рассмотренные данные измерений являются иллюстрацией применения типичных методов и основой для обобщений, которые будут изложены позднее. В других исследованиях использованы электростатические [37] и емкостные [142, 546] зонды. Применялись также методы, основанные на регистрации рассеяния света [227, 843]. Микрофонный метод счета частиц [741] был использован при исследовании частиц межпланетной пыли вблизи Земли [529]. [c.197]

Распределение частиц по размерам и рассеяние света [c.253]

При анализе теплообмена почти отсутствуют данные о поляризации энергии, излучаемой или отражаемой граничной поверхностью, причем считается, что поляризация оказывает незначительное влияние на теплообмен [462]. Однако поляризация играет важную роль при использовании метода рассеяния света для опознавания частиц и их измерения. [c.253]

Итак, приведенные выше соотношения намечают путь решения задач об излучении, рассмотренных в предыдущем разделе, для которых требуется знать распределение частиц по размерам. Для определения турбулентных пульсаций концентрации авторы работы [656] использовали метод дымового рассеяния света. [c.255]

Первая теория рассеяния света была разработана Рэлеем в 1889 г. Он, рассматривая задачу распространения естественного света в сплошной среде с вкрапленными в нее частицами сферической формы, размеры которых малы по сравнению с длиной волны света и диэлектрическая проницаемость е отлична от диэлектрической проницаемости сплошной среды, получил следующее выражение для интенсивности рассеянного света [c.307]

Формула Рэлея перестает быть справедливой, если размеры рассеивающих частиц превосходят одну двадцатую часть длины световой волны. В этом случае наблюдаются следующие отступления от рэлеевского рассеяния а) интенсивность рассеянного света становится обратно пропорциональной не а б) рассеянный свет оказывается поляризованным лишь частично, причем степень поляризации определяется размерами и формой рассеивающих частиц в) индикатриса рассеяния несимметрична по отношению к направлению первичного пучка света и перпендикулярна ему. [c.314]

При анализе явления рассеяния света мы рассматривали только флуктуации плотности частиц для нас было безразлично, изотропны [c.314]

Известны различные виды излучения вещества — отражение и рассеяние света, тепловое излучение, излучение заряженных частиц при их ускоренном или заторможенном движении и т. д. Однако существует излучение, отличное от этих видов как по характеру возбуждения и протекания, так и по характеристикам самого излучения (спектральному составу, поляризации и т. д.). К таким видам излучения относится свечение окисляющегося в воздухе фосфора, свечение газа при прохождении через него электрического тока, свечение тел после облучения их светом, свечение специальных экранов при ударе о них электронов (экраны телевизоров, осциллографов и др.) и т. д. Все эти виды излучения, как увидим дальше, обусловлены переходом частиц (атомов, молекул, ионов и других более сложных комплексов) из возбужденного состояния в основное и называются люминесценцией. Понятие люминесценция было введено впервые Видеманом в 1888 г. Существенный вклад в развитие учения о люминесценции был сделан советской школой физиков, во главе которой стоял акад. С. И. Вавилов. [c.356]

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]

Явление дифракции на пространственных препятствиях или неоднородностях очень легко наблюдать в тех случаях, когда число таких неоднородностей очень велико, а размеры их незначительны. В таком случае среду принято называть мутной, и явление дифракции носит обычно название рассеяния света. В дальнейшем мы подробнее рассмотрим это явление, особенно для того случая, когда оно не связано с засорением среды посторонними частицами, а является следствием молекулярной структуры среды. Отметим, что для волн обычного света молекулярное строение среды само по себе еще не обусловливает неоднородности, ибо размер молекул в тысячи раз меньше длины световой волны. Молекулярная мутность есть результат случайного скопления значительного числа молекул, образующегося при беспорядочно.м тепловом движении их. Наоборот, для волн очень коротких, например для рентгеновских, уже само наличие молекул обусловливает неоднородность среды и ведет к дифракции (рассеянию). [c.228]

Молекулярное рассеяние света, имеющее место даже и во вполне чистой, лишенной посторонних частиц однородной среде настолько слабо, что мы его в расчет не принимаем. [c.362]

Тиндаль первый наблюдал в лабораторных условиях рассеяние света на частицах, малых по сравнению с длиной волны видимого света (1869 г.). Он обратил внимание на то, что рассеянный под различными углами свет отличается от первоначального белого цвета синим оттенком, а свет, рассеянный под углом л/2 относительно направления падающего света, полностью или почти полностью линейно-поляризован. [c.579]

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]

Рэлей произвел расчет интенсивности света, рассеянного на сферических частицах, размеры которых малы по сравнению с длиной волны падающего света (1899 г.), и нашел, что для первоначального естественного света интенсивность рассеянного света равна [c.581]

Из формулы (159.3) следует также, что интенсивность рассеянного света пропорциональна квадрату объема рассеивающей частицы или шестой степени радиуса сферической частицы. [c.581]

Обсужденные закономерности рассеяния света перестают быть справедливыми, если размеры рассеивающих частиц становятся сравнимыми с длиной волны, что нередко наблюдается в коллоидных растворах. [c.581]

Зависимость интенсивности рассеянного света от длины волны для таких более крупных частиц становится меНее заметной, т. е. рассеянный свет оказывается менее голубоватым, чем в случае мелких частиц. Рассеянный свет оказывается поляризованным лишь частично, причем степень поляризации зависит от размеров и формы частиц. Распределение интенсивности рассеянного света по углам приобретает также более сложный характер диаграмма [c.581]

Рио. 7-1. ИНДИКАТРИССЫ РАССЕЯНИЯ СВЕТА ЧАСТИЦАМИ УГЛЕРОДА [c.219]

Рассеяние света частицами (каплями) разных размеров (пылинками, капельками воды) математически было изучено В. В. Шу-лейкиным. К- С. Шифриным, В. Хюлстом и др. [76]. [c.161]

Наиболее распространенными методами определения укрыви-стости является метод по шахматной доске и по коэффициенту контрастности. Кроме того, применяются оптико-аналитические методы, основанные на теории Гуревича, Кубелки и Мунка [14 15] с использованием следующего уравнения, описывающего рассеяние света частицами в пленке [c.22]

Оценки [43] показали, что нелинейное рассеяние на тепловом шлейфе при движении частицы вдоль оси будет меньше, по сравнению с эффектом рассеяния при воздействии излучения на неподвижную частицу. В [52] получено выражение для безразмерного сечения нелинейного рассеяния света частицей Ks, когда определяющим является механизм турбулентной температуропроводности в окрестности частицы. Показано, что при >/о ( о = dtIxT, dt — константа, соответствующая закону Ричардсона для турбулентной диффузии вида lS.z 2dtt ) величина определя- [c.139]

Ультрамикроскопия. На рассеянии света частицами К. основана конструкция ультрамикроскопа — прибора, сыгравшего большую роль в коллоидной химии. Если конус Тиндаля, полученный от очень яркого источника света, рассматривать в микроскоп даже при небольшом увеличении, то диффракционные изображения отдельных частиц разделяются и каждая, частица становится видимой как отдельное [c.330]

Измерение. Раз.меры твердых частиц более 10 мк. можно определить просеиванпе.м через сито [1.38]. С помощью центрифуг и ультрацентрифуг можно отделить н измерить частицы размером от 10 до 10 мк. Для измерения и подсчета твердых частиц пли жидких капель размеро.м от 10 до 0,.5 мк можно использовать оптический. микроскоп при размерах частиц от 0,5 до 0,1 мк требуется электронный микроскоп [243]. Определение размеров частиц. менее 0,1 мк в газе или электролите осуществляется путем измерения их подвижности в электрическом поле (гл. 10). Размеры жидких капель или пузырьков газа обычно определяются одни.м из оптических методов, включающих фотографирование, последующее измерение и подсчет. По интенсивности рассеянного света можно определить распределение по размерам множества частиц (гл. 5). [c.18]

Дифракция света происходит на частицах, размеры которых одного порядка с длиной волны падающего на них света. Угловое распределение интенсивности и степень поляризации рассеянного света являются функциями размера частицы, показателя прелом-.гения частицы (из нрозрачного вещества) и длины волны падающего света [3941. Для измерения углового распреде.ления и поляризации рассеянного света существует специальное оборудование [293]. Сущность дифракционного метода описана в гл. 5. [c.28]

Метод оптической фоторегпстрации основан на рассеянии света, ПОЭТОЛ1У можно зарегистрировать частицы размером до 4 мк, что позволяет использовать эти частицы для визуальной индикации при изучении однофазной турбулентности. [c.94]

Это связано с малостью числа частиц, регистрируемых прибором, и неоднородностью размеров их изображений, вызванной изменениями в рассеянии света (размеры твердых частиц ограничены довольно узкими пределами). Кроме того, разлюр изображения слишком мал для надежной регистрации пульсаций скорости, что затрудняет определение интенсивности движения. По увеличенным снимкам с изображениями последовательных положений частицы изготовлялись перфокарты, в которых на месте каждого изображения частицы прокалывалось отверстие диаметром 2,4 мм (фиг. 2.26). На оптической скамье, как показано на фиг. 2.27, располагались две перфокарты, в которых одновременно пробивались отверстия. Размер отверстий был достаточно мал, так что соседние отверстия на перфокарте не перекрывались. Вместе с тем он был достаточно велик, чтобы автокорреляционные изображения отверстий сливались, давая интегральную оптическую плотность изображения, представляюш ую интеграл распределения скорости. Рассматривая каждые два соседних изображения частиц на перфокартах, видим, что одинаковым интервалам времени т соответствуют различные расстояния между соседними точками. Отклонения от среднего расстояния представляют собой пульсации сме-щ ения, т. е. произведения времени т на вектор пульсации скорости и ( -Р т), где и t) — вектор пульсации скорости в момент [c.95]

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]

Дальнейшие наблюдения показали, что наличие мелких частиц пыли в атмосфере не может являться единственной причиной голубизны неба и поляризации света неба. Как стало нзпестно из наблюдений в горных обсерваториях, чем чиш,е воздух, (т. е. чем меньше присутствует в атмосфере мелких частиц пыли), тем больше голубизна неба и тем полнее поляризация света неба. Этот факт послужил основанием Рэлею еще раз ве )нуться к задаче рассеяния света в атмосфере и объяснить голубой цвет неба молекулярной структурой воздуха. На этот раз Рэлей в ос1Юву своей теории положил тот факт, что рассеяние света происходит не иа частицах пыли, а на самих молекулах газов, составляю щих воздух. Сущность этой теории Рэлея излагается в начале следующего параграфа. [c.309]

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]

Объяснить причину теперь легко. Причина справедливости формулы Рэлея заключается лишь в том, что, согласно теории Эйнштейна, рассеяние света в атмосфере обусловлено флуктуацией плотности, а для идеальных газов флуктуация плотности равна числу частиц в единице объема. Теперь становится ясным удовлетворительное качественное и количественгюе объяснение молекулярного рассеяния света в атмосфере формулой Рэлея. Указание Мандельштама на то, что совпадение числа Авогадро, рассчитанное из данных опытов по рассеянию света в атмосфере согласно формуле Рэлея, со значениями, полученными другими путями, должно рассматриваться как случайное и т. д. [c.319]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...