2015-05-30
1106
Рассеянием света называется процесс преобразования света веществом, сопровождающийся изменением направления распространения светаи проявляющийся как несобственное свечение вещества. Несобственное свечение вещества обусловлено вынужденными колебаниями электронов в атомах, молекулах или ионах рассеивающей среды, возникающими под действием падающего света. Рассеяние света происходит при его распространении в оптически неодноролной среде.
Оптически однородной средой называют среду, в которой показатель преломления не зависит от координат и является постоянным по всему объему среды. Оптически неоднородной называют среду, показатель преломления которой не остается постоянным, а нерегулярно изменяется от точки к точке среды (за счет флуктуации плотности, присутствия в среде инородных малых частиц и т.п.). Вторичные волны, излучаемые оптическими электронами молекул среды при вынужденных колебаниях, не являются когерентными, благодаря чему наблюдается рассеяние света.
|
|
|
Примерами оптически неоднородных сред являются мутные среды - аэрозоли, дымы, туманы, взвеси, суспензии, коллоидные растворы и т.п., содержащие мелкие частицы, показатель преломления которых отличен от показателя преломления окружающей среды. В результате рассеяния света в боковых направлениях интенсивность в направлении распространения убывает по закону
(6.39.5)
где 
– коэффициент экстинкции, 
– толщина слоя рассеивающей среды. Если рассеивающая среда поглощает свет, то
(6.39.6)
Рассеяние света в мутных средах с размерами неоднородностей не свыше (0,1 – 0,2) 
называют рэлеевским рассеянием или явлением Тиндаля. Интенсивность рассеянного света в этом случае обратно пропорциональна 
, где – длина волны (закон Рэлея).
Рассеяние света наблюдается также в оптически чистых средах, не содержащих каких-либо инородных частиц (например, в чистых газах). Оно обусловлено флуктуациями плотности, возникающими в процессе хаотического теплового движения молекул. Это явление называют молекулярным рассеянием. Сильным рассеянием коротких световых волн в атмосфере объясняется голубой цвет неба.
Флуктуации плотности в газе особенно велики в критической точке. Наблюдаемое при этом сильное молекулярное рассеяние называют критической опалесценцией.
