Рассеяние света в жидкостях и газах

Прежде чем перейти к обсуждению теории Рэлея, дадим краткую характеристику рассеяния света в жидкости и газе. Грубые оценки показывают, что в обоих случаях интенсивность рассеянного света пропорциональна числу молекул в единице объема. С учетом этого интенсивность рассеянного света для жидкостей должна быть примерно в тысячу раз меньше, чем для газов. В действительности, как показывают опыты, интенсивность рассеяния жидкостями примерно в 50 раз меньше, чем интенсивность рассеяния газами. Это объясняется меньшими флуктуациями в жидкости, чем в газе. [c.319]

Описание различной оптической и электронной аппаратуры, применяемой в экспериментах по рассеянию света в жидкостях и газах, можно найти в литературе, которая цитируется ниже в связи с каждым конкретным исследованием. [c.107]

РАССЕЯНИЕ СВЕТА В ЖИДКОСТЯХ И РЕАЛЬНЫХ ГАЗАХ 271 [c.271]

Нефелометрические методы контроля структуры. Нефелометрами называют приборы для измерения концентрации взвешенных частиц в жидкостях и газах. Принцип их действия заключается в регистрации степени ослабления проходящего через объект света в процессе рассеивания на его оптических неоднородностях. Падающий на мутную среду свет частично рассеивается. Интенсивность рассеяния для малых частиц ( 1/ЮХ) в соответствии с законом Рэлея обратно пропорциональна четвертой степени длины волны света. В связи с этим в нефелометрии целесообразно использование коротковолновой области (УФ и синие лучи). Рассеяние света сопровождается его поляризацией. Пространственное распределение рассеянного света имеет симметричный характер относительно направления первичного пучка и перпендикулярного ему направления. В плоскостях, нормальных оси исходного пучка, интенсивность рассеянного света одинакова. Для произвольного направления под углом а к оси первичного пучка интенсивность света равна [c.112]

СПЕКТРАЛЬНЫЙ СОСТАВ СВЕТА, РАССЕЯННОГО НА ФЛУКТУАЦИЯХ ПЛОТНОСТИ В ЖИДКОСТЯХ И ГАЗАХ [c.82]

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]

В у КС М, Ф, Рассеяние света в газах, жидкостях и растворах. Л,, 1977. 320 с. [c.241]

Спектроскопия комбинационного рассеяния света в газах и жидкостях. Под ред. А. Вебера (план 1982 г., № 51). [c.456]

Флуктуации плотности, которые всегда имеют место в жидкостях или газах, приводят к ряду наблюдаемых явлений. Из теории распространения электромагнитных волн следует, что прохождение света в строго однородной среде не сопровождается рассеянием. Однако чистое от примесей и загрязнений и макроскопически однородное вещество все же рассеивает электромагнитные волны вследствие флуктуаций плотности. Явление рассеяния света на мельчайших неоднородностях, возникающих из-за теплового движения частиц среды, называется молекулярным рассеянием. [c.183]

Вынужденное рассеяние света однородной средой. В соответствии с данными, приведенными выше о спонтанном рассеянии света однородной средой, и исходя из основных положений о спонтанных и вынужденных процессах следует предполагать, что в однородной среде должно возникать вынужденное рассеяние света, обусловленное флуктуациями плотности (давления) и те.мпературы (энтропии) среды и анизотропии молекул, составляющих сроду. Действительно, при взаимодействии мощного лазерного излучения с сжатыми газами, жидкостями, стеклами И кристаллами наблюдаются вынужденные аналоги соответствующих спонтанных процессов рассеяния. [c.131]

Настоящий обзор пе претендуёт на изложение всех применений рассеяния света для изучения жидкостей и газов. В частности, в последнее время были выполнены многочисленные исследования по критической опалесценции, часть которых могла ускользнуть от внимания авторов. [c.99]

Формула Эйнштейна учитывает не все причины рассеяния света. В частности, она не учитывает флуктуации анизотропии в случае жидкостей, состоящих из анизотропных молекул. Учет этого обстоятельства увеличивает интенсивность рассеянного света и объясняет его деполяризацию. В случае жидкостей соответствующие теоретические расчеты, конечно, не столь надежны, а их согласие с опытом не такое хорош , как в случае газов. [c.607]

Опыт показывает, что такое явление действительно существует. Оно называется молекулярным рассеянием света. Молекулярное рассеяние удается наблюдать в твердых телах, жидкостях и газах. Обычно вследствие малости флуктуаций интенсивность рассеянного света очень мала. Исключение представляет молекулярное рассеяние света газом, находящимся вблизи критического состояния ), когда имеют место очень сильные флуктуации плотности. Этот случай молекулярного рассеяния называется критической опалесценцией ). [c.489]

До сих пор мы рассматривали средние величины, характеризующие систему в состоянии термодинамического равновесия. Однако в любой системе все время происходят отклонения от этого состояния, называемые флуктуациями. Они ведут к ряду явлений, обнаруженных и изученных экспериментально. Местные отклонения плотности в газах, жидкостях и твердых телах вызывают рассеяние света в прозрачных телах, так называемое молекулярное рассеяние света. Особенно сильное рассеяние получается в жидкостях вблизи критической точки. Это так называемая критическая опалесценция — явление, долгое время остававшееся непонятным, так как оно, как и вообще флуктуационные явления, по существу противоречит термодинамике при том формальном понимании ее положений, которое им придавали прежде. Объяснение флуктуационных явлений могло быть дано только уже в рамках статистической теории, с точки зрения которой они неизбежно должны иметь место в любой системе. [c.241]

В практически важных случаях рассеяния света в газах и жидкостях при условиях, не очень близких к критическим, под счет интенсивности рассеянного света можно осуществить более простым путем. Действительно, для идеальных и реальных газов [c.35]

В случае молекулярного рассеяния света в газах, кристаллах и чистых жидкостях определение по лабораторным измерениям экстинкции сопряжено с большими погрешностями и поэтому нецелесообразно. [c.46]

Вудом [169] был предложен сосуд, различные модификации которого особенно широко и успешно используют при исследовании спектрального состава рассеянного света в газах, жидкостях и [c.148]

До СИХ пор при изучении процессов переноса мы не учитывали флуктуации гидродинамических переменных, возникающие в результате хаотического движения частиц или случайного внешнего воздействия на систему. Даже если эти флуктуации малы и не оказывают заметного влияния на среднее макроскопическое движение, они проявляются в некоторых интересных физических явлениях, например, при рассеянии света в жидкостях и газах [46]. Особый интерес представляют флуктуации, длина волны которых значительно больше, чем характерный микроскопический масштаб (меж-молекулярное расстояние в жидкостях и длина свободного пробега в газах), а время затухания которых превышает время установления локального равновесия в малых, но макроскопических объемах, содержащих большое число частиц. Такие крупномасштабные флуктуации обычно называют гидродинамическими флуктуацииями, так как их эволюция со временем описывается уравнениями, аналогичными уравнениям гидродинамики. [c.217]

Опять нужно было искать объяснение физической природы рэле-евского рассеяния. Такое объяснение было найдено в 1908 г. польским физиком Марианом Смолуховским, а соответствующая теория рассеяния света в жидкостях и газах была создана в 1910 г. Альбертом Эйнштейном. [c.140]

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]

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]

Комбинационное рассеяние. Наряду с рассеянием без изменения частоты возбужденная световой волной квантовая система может в определенных условиях переизлучать энергию с изменением частоты. Это излучение с изменением частоты обусловливает некогерентное рассеяние света, поскольку вследствие различия частот падающего и рассеянного излучений между ними не может существовать никакого определенного фазового соотношения. Некогерентное рассеяние с изменением частоты называется комбинационным. Оно было открыто Раманом и Кришнаном в жидкостях и газах и независимо Мандельштамом и Ландсбергом в твердых телах. [c.265]

На основании найденных в [691 величин Г утверждают, что корреляция ориентации осей молекулы в бензоле и сероуглероде приводит к образованию больших углов между осями молекул. Однако для окончательных выводов такого единичного сопоставления еще недостаточно. На основании теории Ансельма нельзя точно рассчитать деполяризацию рассеянного света в жидкости, определяя Г из явления Керра, или наоборот, но можно согласиться с его выводом, что изменение деполяризации или постоянной Керра при переходе от газа или пара к жидкости обусловлено главным образом изменением сил взаимодействия молекул в жидкости, как это уже указывалось [3841. [c.257]

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]

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]

В отличие от растворов макромолекул в, простых жидкостях и газах сечение рассеяния либо мало (вдали от критической точки), либо слишком велико (вблизи критической точки). В прошлом изучение рассеяния в газах и относительно несжимаемых жидкостях, подобных воде, было затруднительным, однако с появлением лазерных источников света эти трудности полностью отпали. Отметим также, что, до того как в практику вошли фотоумножители, в экспе-рий1ентах по рассеянию использовались сходящиеся световые пучки, при этом рассеивающий объем не был достаточно четко ограничен. Чаще всего измерялся коэффициент рассеяния под углом 90°. (Так как типичное значение этого коэффициента для жидкостей и газов составляет 10 см , коэффициент экстинкции слишком мал, чтобы его можно было измерить в прямо проходящем пучке.) [c.106]

Первые измерения, подробно рассмотренные в книге Кабанна 126], подтвердили, что для жидкостей и газов коэффициент рассеяния действительно пропорционален [см. (15)]. Для газов множитель (<9е/0р)т в формуле (156) легко вычисляется по формуле Лорентц — Лоренца, что дает возможность получить из экспериментов но рассеянию света истинное значение числа Авогадро. Впрочем, точность подобных имерений не слишком велика. Сравнительно недавно поставлены эксперименты с использованием лазерных пучков. Из формулы Эйнштейна (15а) следует, что вертикально поляризованный свет (ф = 90°) рассеивается по всем направлениям одинаково . [c.108]

Вместе с тем нелинейное рассеяние света конденсированной Средой или газом несет информацию об индивидуальных нелинейных свойствах отдельных молекул или иомов. Поэтому, несмотря иа значительные экспериментальные трудности, наблюдение нелинейного рассеяния представляет несомненный интерес. Теоретические оценки некоторых характеристик нелинейного рассеяния даны в работах [31 —33 ] об успешных опытах по наблюдению нелинейного рассеяния излучения рубинового лазера в твердых телах и жидкостях сообщалось в работе [34 ], — Ярцл . ред. [c.37]

Такое явление действительно существует. Это — частный случай комбинационного рассеяния, открытого одновременно и независимо в 1928 г. Г. С. Ландсбергом и Л. И. Мандельштамом в Москве и Раманом в Калькутте и наблюдаемого при рассеянии света твердыми телами, жидкостями и газами. [c.515]

Выражение, дающее интенсивность молекулярно рассеянного света, находится в удовлетворительном согласии с опытом. Впрочем, здесь (так же как и для газов) необходимо, кроме влияния флуктуаций плотности, 5гчитываемого этим выражением, учесть также другие причины рассеяния света, в частности, необходимо учесть флуктуации анизотропии, т. е. возникновение отдельных неизотропных областей в жидкости в том случае, когда ее молекулы не обладают шаровой симметрией. Это обстоятельство ведет к частичной деполяризации рассеянного света и к увеличению его интенсивности. Для жидкостей учет этих причин рассеяния может быть проведен гораздо менее надежно, чем для газов. Согласие теории с опытом здесь не такое хорошее, как для газов. [c.273]

Монография подводит итог современным теоретическим и эк пepимeнtaльным исследованиям молекулярного рассеяния света в газах, жидкости и твердых телах. В ней описаны методы экспериментального изучения рассеянного света и, в особенности, его спектрального состава с применением разных источников света, включая лазер. В книгу включены и последние новые результаты экспериментального и теоретического исследования вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюэна. [c.2]

На основании этой общей теории Букингема Стефан рассматривает случай идеального газа и приходит к результатам, уже разобранным в 4. Им рассматривается также деполяризация рассеянного света в реальном газе, причем оказывается, что деполяризация в этом случае может быть выражена через второй и третий вириальные коэффициенты деполяризации , которые могут быть в принципе определены экспериментально. Особый интерес представляют попытки вычислить коэффициент деполяризации в жидкостях. Для сферически симметричной изолированной молекулы (инертные газы) молекул с центром инверсии, и [c.260]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...