Флуктуации показателя преломления

Очевидно, что при изобарных условиях причиной флуктуаций показателя преломления будет изменение температуры, а при изотермических условиях — изменение динамического давления, которое, если не принимать во внимание скачки уплотнения, обязано, своим существованием флуктуациям скорости газовых объемов, (соотношение между изменением скорости и динамическим давлением устанавливается на основании закона Бернулли). [c.216]

Большая роль в теплофизическом эксперименте отводится изучению турбулентности, которая определяет закономерности протекания тепловых и газодинамических процессов. При этом количественные характеристики можно получить оптическими методами лишь для случая изотропной турбулентности, так как зондирующий луч света, проходя через исследуемый объем, суммирует по длине пути флуктуации показателя преломления. [c.216]

Если предположить, что характерные размеры области флуктуации показателя преломления значительно меньше с.п> спектральная плотность вероятности для турбулентного сл эя атмосферы выражается следующим образом [c.59]

Р. а. на слабых флуктуациях показателя преломления в атмосфере пли океане во многом аналогично Р. з. на малых случайных неровностях. Оно также имеет резонансный характер длина волны резонансной гармоники Л = Х/81п(0/2), где X, — длина волны звука, 0 — угол между волновыми векторами падающей и рассеянной волн. По мере уменьшения 0 рассеяние определяется неоднородностями всё больших масштабов. При рассеянии в обратном направлении Л = Я/2. [c.270]

При распространении оптического излучения в канале, трасса которого проходит в турбулентной атмосфере, на качество обнаружения информационных сигналов сильное влияние оказывают флуктуации параметров канала связи, в частности флуктуации показателя преломления. [c.97]

Рэлеевское рассеяние - один из фундаментальных механизмов потерь-происходит на случайных флуктуациях плотности, вмороженных в кварцевое стекло при изготовлении. Образующиеся в результате этого локальные флуктуации показателя преломления рассеивают свет во всех направлениях. Потери, обусловленные рэлеевским рассеянием, уменьшаются с длиной волны по закону и преоб- [c.14]

Упомянем еще об одном аналогичном вопросе — об астрономическом мерцании флуктуации показателя преломления земной атмосферы вызывают появление флуктуаций оптического пути лучей и производят случайные колебания интенсивности изображений, известных под названием мерцаний . Когда флуктуации оптического пути малы, их можно представить в виде ряда, сохранив величины первого порядка. Единственное серьезное отличие от предыдущего случая состоит в том, что оптический прибор сфокусирован на бесконечность, тогда как та область, где возникают возмущения, не совпадает со зрачком, а расположена на конечном расстоянии от него. Ар-сак показал, что это равносильно фильтрованию частот пространства. На это фильтрование накладывается еще два других. С одной стороны, наблюдаемое светило имеет отличный от нуля кажущийся диаметр — известно, что в видимой области спектра планеты не мерцают в оптике коротких радиоволн (например, с длиной волны 3 см) критический диаметр составляет величину, равную нескольким секундам дуги, и может сказываться на практике (солнечные пятна). С другой стороны, оптический прибор создает некоторое дифракционное пятно, и мерцание уменьшается обратно пропорционально отверстию прибора. Полный расчет явления мерцания интенсивности требует рассмотрения всех этих факторов. Практический результат расчета приводит к тому, что роль атмосферы в объяснении этого явления настолько искажается другими причинами, что изучение мерцаний приносит очень мало сведений о неоднородностях атмосферы, [c.266]

Использование многолучевой интерферометрии для исследования микрорельефа поверхности (98, 195], осуществляемого по измерению воспроизведенного изображения объекта, очень важно в научном и Практическом отношении. Высокая чувствительность многолучевых интерференционных микроскопов позволяет исследовать объекты, обладающие неровностями рельефа поверхности, соизмеримыми с величиной межатомных расстояний в кристаллической решетке в твердом теле. Наиболее распространенными областями применения многолучевого метода интерференционной микроскопии являются Определение малых флуктуаций показателя преломления, изучение колебаний пьезокристаллов и т. д. [28, 98, 134, 193). [c.7]

Передача изображения через прозрачные стенки (например, через ребристые стекла) неправильной формы обычно вызывает астигматические искажения изображения. Изображения, переданные через неоднородную или рассеивающую среду (например, среду со случайными или турбулентными флуктуациями показателя преломления), теряют резкость и размываются. [c.325]

Кроме интроскопии оптических деталей и минералов, компенсационный метод найдет применение для кодирования секретных документов и для изучения распространения волн в неоднородных средах. Возможно, удастся осуществить лазерную связь в турбулентной атмосфере, которой не будут страшны хаотические флуктуации показателя преломления воздуха. [c.330]

Рост флуктуаций плотности вызывает соответствующий рост флуктуаций показателя преломления. Поэтому вблизи критической точки вещество сильно рассеивает свет. Это явление носит название критической опалесценции . [c.87]

Итак, причиной рассеяния света в чистых веществах есть всякие случайные нарушения оптической однородности илп флуктуации показателя преломления, которые могут быть вызваны различными причинами флуктуациями плотности, флуктуациями анизотропии, флуктуациями концентрации в случае прозрачных растворов и т. д. [c.708]

После своего взаимодействия с рассматриваемым состоянием природы излучение распространяется через промежуточную среду, пока не достигнет нащего измерительного прибора. Параметры среды могут быть либо хорошо известны, либо совсем неизвестны. Если такой средой является совершенный вакуум, то она не вносит никаких дополнительных статистических элементов в рассматриваемую задачу. Но, если средой является атмосфера Земли, а длина оптического пути составляет хотя бы несколько метров, случайные флуктуации показателя преломления атмосферы могут привести к существенному искажению волн и серьезному ухудшению изображения, создаваемого системой. Чтобы количественно оценить степень такого ухудшения, требуются статистические методы. [c.15]

Как уже говорилось, наиболее важным примером протяженной случайной неоднородной среды является земная атмосфера, которой в течение столетий ограничивались четкость картины неба, наблюдаемой человеком. Наш анализ направлен с самого начала на этот конкретный пример. Как уже подчеркивалось, в этой главе наше внимание будет ограничено плавными и малыми флуктуациями показателя преломления чистого воздуха вокруг нас. Мы исключаем из рассмотрения влияние на оптические явления пыли и аэрозолей, которое требует изучения явлений многократного рассеяния (см., например, [8.4], т. 2). Мы ограничим также наше внимание оптическими свойствами в соответствующем спектральном окне атмосферы (таком, как видимая область спектра), в котором атмосферное поглощение пренебрежимо мало. (Подробно об атмосферном поглощении см. книгу [8.5], гл. 5.) [c.363]

Случайные флуктуации показателя преломления вызываются преимуш,ественно случайной микроструктурой пространственного распределения температуры. Происхождение этой микроструктуры связано с необычайно широкомасштабными температурными неоднородностями, обусловленными различной степенью нагрева отдельных участков земной поверхности Солнцем. Эти крупномасштабные температурные неоднородности в свою очередь вызывают появление крупномасштабных неоднородностей показателя преломления, которые постепенно разрушаются турбулентным ветровым потоком и конвекцией, уменьшающими масштаб неоднородностей. [c.366]

Рис. 8.9. Спектральная плотность МОЩНОСТИ флуктуаций показателя преломления.

При исследовании влияния атмосферной турбулентности на системы, формирующие изображение, мы увидим, что на характеристики такой системы влияет структурная функция флуктуаций показателя преломления. По определению эта структурная функция дается выражением [c.368]

Найдем соотношение между этой структурной функцией и спектральной плотностью мощности Ф для флуктуаций показателя преломления. [c.369]

Вообще говоря, у иас нет оснований считать х и 5 независимыми случайными процессами, поскольку их флуктуации обусловлены флуктуациями показателя преломления. Однако рассмотрим следующее среднее [c.381]

Если флуктуации показателя преломления подчиняются однородному распределению, то переменные х и S должны быть совместно однородными. В этом случае [c.381]

Теперь нам нужно принять конкретный вид структурной функции для флуктуаций показателя преломления. Согласно щироко признанной теории Колмогорова, эта структурная функция такова [c.386]

Соответствующая геометрия показана на рис. 8.18. Возмущения показателя преломления существуют в конечной области, лежащей между г = О и г = г на пути распространения. Внутри этой области флуктуации П х, у г ) предполагаются однородными. Плоская волна входит в область флуктуаций показателя преломления при г = О, а апертура коллектора системы изображения находится в плоскости г = г. [c.391]

Исходным для анализа является выражение (8.4.55), которое связывает логарифмическую амплитуду х и фазу 5 в плоскости апертуры коллектора с флуктуациями показателя преломления п неоднородной среды. В случае плоской волны единичной интенсивности, падающей на плоскость г = О, невозмущенное рещение внутри среды имеет вид [c.391]

Теперь мы можем, пользуясь фундаментальным соотношением (3.3.12), описывающим прохождение случайного процесса через линейные инвариантные системы, связать двумерные спектры мощности д и р с двумерным спектром мощности Рп флуктуаций показателя преломления. Результат таков [c.393]

Молекулы, поляризуемость котбрых отличается от средней поляризуемости, распределены по всему объему вещества по законам случая, и кроме того, колебания различных молекул характеризуются различными фазами. Это обстоятельство может вести к флуктуации показателя преломления, т. е. к нарушению оптической однородности, обусловливая, следовательно, рассеяние света. [c.605]

F z, k) — спектральная плотность версятности флуктуаций показателя преломления к = к xi,yi . [c.59]

Определение параметров среды. Среда характеризуется корреляц. ф-цией флуктуаций показателя преломления Вп г) я спектральной ф-цией Ф (<7) преобразованием Фурье по Дг. Задача восстановления характеристик среды по данным мерцаний имеет неоднозначное решение, поэтому вводят дополнит, предположения о модели среды и из сравнения теории с наблюдениями делают вывод о правильности или неправильности модели. [c.99]

Оптич. и тe fы связи делятся на открытые — наземные или космические, и закрытые — световодные. Оптич. линии связи в атмосфере сильно зависят от метеоусловий, от наличия пыли, дыма и др. включений. Турбулентные явления в атмосфере приводят к флуктуациям показателя преломления среды и, следовательно, к искажениям луча и флуктуациям угла прихода излучения на фотоприёмник. [c.441]

Временная изменчивость рассеивателей ириводит к расширению частотного спектра рассеянного поля, Tипuчны ( примером может служить Р, з. на взволнованной морской поверхности и внутр. волнах в атмосфере и океане. Ряд особенностей имеет Р. з. на дне океана. В мелководных районах Р, з, обусловлено гл, обр, флуктуациями показателя преломления и плотности в толще подводных осадков, В широком диапазоне частот (1—100 кГц] а, для рассеяния в обратном направлении не зависит от частоты звука, его угл. зависимость близка к закону Лом.меля — Зеелигера соз0. В глубоком океане осн. вклад в Р. з. дают неровности донного рельефа. [c.270]

СПЁКЛЫ от англ, spe kle — пятнышко, крапинка) — пятнистая структура в распределении интенсивности когерентного света, отражённого от шероховатой поверхности, неровности к-рой соизмеримы с длиной волны света Я, или прошедшего через среду со случайными флуктуациями показателя преломления. С. возникают вследствие интерференции сеета, рассеиваемого отд. шероховатостями объекта. Т. к. поверхность предмета освещается когерентным светом, то интерферируют все рассеянные лучи и интерференц. картина имеет не периодическую, а хаотич. структуру. На рис. 1 представлена фотография спекл-структуры, возникающей при рассеянии высокоинтенсивного (лазерного) пучка света, проходящего через матовое стекло. [c.604]

Существенной особенностью УКВ является отсутствие регулярного зеркального отражения от ионосферы. Исключением является загоризонтное распространение радиоволн (метровых волн), происходящее в осн. за счет рассеяния их на ионизованных метеорных следах (см, также Метеорная радиосвязь), а также при наличии спорадических , слоев, способных иногда отражать радиоволны вплоть до частот 50—60 МГц. При этом возможно многоскачковое распространение радиоволн в волноводе Земля—ионосфера с предельной дальностью скачка 2000 км (см. Волноводное распространение радиоволн). Значит, влияние на распространение УКВ оказывает тропосфера Земли. Для тропо-с( йры характерны следующие механизмы загоризонтного распространения УКВ нормальная (стандартная) рефракция лучей, рассеяние на турбулентных флуктуациях показателя преломления, каналирование энергии в тропосферном волноводе, отражение от приподнятых инверсных слоев (см. Распространение радиоволи). Учёт рефракций при радиосвязи на УКВ приводит к увеличению предельной дальности в случае нормальной рефракш1и [c.218]

Влияние мультипликативных помех (фединг). При распространении оптического излучения в турбулентной атмосфере флуктуации показателя преломления атмосферы приводят к флуктуациям интенсивности оптического излучения на входе приемника. Кроме того, изменения интенсивности оптического излучения на входе приемника могут происходить вследствие относительного перемещения приемника и передатчика в случае их расположения на движущихся объектах. Очевидно, что наличие мультипликативных помех или фединга будет оказывать определенное влияние на эффективность оптической КИПМ системы связи. [c.146]

В непрерывном режиме теоретически можно для продолжительности излучения т принять любые значения, а следовательно, можно теоретически получить сколь угодно тонкие линии. Однако практически происходяг неконтролируемые флуктуации показателя преломления, изменения расстояния в результате вибраций, теплового расширения станины из-за колебаний температуры и т. д. Все это приводит к уширению линий. Например, из (53.6) следует, что Ду/У = —АЬ/Ь. Поэтому небольшое изменение АЬ => /50 при Ь = м, =0,5 мкм дает Ду/у = 10 . Однако все эти факторы не играют принципиальной роли, их действие может быть уменьшено совершенствованиями технической стороны дела. Принципиальное значение имеют броуновское движение зеркал и спонтанное излучение атомами среды. Однако уширение за счет этих факторов составляет очень малую величину порядка Av 10 — 10 Гц, что при V 10 Гц дает Ау/у = 10 -е-10 . В настоящее время этот предел почти достигнут. [c.317]

М. Смолуховский понял, что молекулярное рассеяние света вызывается тепловыми флуктуациями показателя преломления среды. Они и делают среду оптически мутной. Появился новый термин — флуктуация . Что это такое Заглянем в Физический энциклопедический словарь . Находим Флуктуации — случайные от191бнения наблюдаемых значений физических величин от их средних значений. Для макроскопических систем наблюдаемые значения физических величин с очень большой точностью совпадают с их статистическими средними, а сколько-нибудь значительные флуктуации встречаются редко.. ..Флуктуации классических физических величин связаны с конечностью числа частиц в системе... [75]. [c.140]

Как уже указывалось, М. Смолу-ховский связал молекулярное рассеяние с существованием в среде тепловых флуктуаций показателя преломления. Введем показатель преломления для среды, представляющей собой ансамбль невзаимодействующих осцилля- [c.142]

А. Эйнштейн положил в основу теории рассеяния света в жидкостях и газах именно мысль М. Смолуховского о рассеянии на флуктуациях показателя преломления среды. Идея подхода состоит в том, что среду можно разбить на объемчики малые по сравнению с кубом длины световой волны, в каждом из которых содержится много молекул. К этим объемчикам можно применять макроскопическ ое описание, используя понятие показателя преломления. Тогда флуктуации показателя преломления в этих объемчиках играют роль макроскопических неоднородностей, на которых происходит рассеяние света. [c.143]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...