Амплитуда рассеяния света

Амплитуда рассеяния света в некоторой точке пропорциональна флуктуациям тензора диэлектрической проницаемости, т. е. (мы намеренно опускаем все индексы). [c.69]

Эти эффекты встречаются для всех видов излучения, включая поглощение и дисперсию звука. Поскольку гл. 16 посвящена методам ядерного магнитного резонанса и электронного парамагнитного резонанса, можно отметить, что в этих случаях явления поглощения и дисперсии аналогичны тем, которые обсуждались выше. С точки зрения классической физики эти явления объясняются уменьшением амплитуды колебаний гармонических осцилляторов. Когда атомные или молекулярные осцилляторы начинают двигаться под действием световой волны, они поглощают, и поглощение имеет максимум при резонансной частоте. Поскольку осциллирующие электроны излучают свет, взаимодействие рассеянного света с падающим излучением приводит к дисперсии. [c.484]

Исследование характера межмолекулярного взаимодействия методом ЯМР, исследование молекулярного рассеяния света и исследование процесса диссоциации молекулы НгО на ионы показывают, что в жидкой воде очень сильно как близкодействие, так и дальнодействие. В самом деле большие амплитуды колебаний отдельных атомов делают моле- [c.159]

ЧИСЛО частиц в единице объема, v — объем частицы, X — длина волны падающего луча, А — его амплитуда колебаний, п и пч — показатели преломления, соответственно дисперсной фазы и дисперсионной среды. Из (III. 1) видно, что светорассеяние пропорционально концентрации частиц, квадрату объема частицы (или, для сферических частиц, шестой степени их радиуса) и обратно пропорционально четвертой степени длины волны падающего света. Таким образом, рассеяние коротких волн происходит относительно более интенсивно вследствие этого в проходящем свете золь кажется красноватым, а в боковом, рассеянном свете — голубым, что хорошо видно, например, на высокодисперсных золях серы. Голубой цвет неба и красноватый цвет заката объясняются по существу теми же явлениями. [c.54]

Для того чтобы быть уверенным в результатах измерений, необходимо микроскоп и лазер защитить по возможности лучше от вибраций. В рассматриваемой конструкции эта задача была решена с помощью соответствующих демпфирующих подкладок. Когда измеряется интенсивность света, исходящего от неподвижного объекта (стенки кюветы), вибрация и другие источники помех дают погрешность порядка 5% от наблюдаемого сигнала. Это допустимо, поскольку интенсивность рассеянного света при варьировании размеров частиц от 0,0500 до 0,3000 мкм изменяется в 10 раз (5%-ная ошибка в амплитуде не сказывается в сильной мере на результатах измерений). [c.251]

Рассеяние света молекулой как в форме релеевского рассеяния, так и в форме излучения комбинационного рассеяния основано на том, что колеблющееся Электрическое поле падающего светового луча, воздействуя на электроны, вызывает периодически изменяющийся электрический момент молекулы. Амплитуда колебания этого электрического момента тем больше, чем больше поляризуемость облучаемой молекулы. Более точная теория показывает, что интенсивность обычного рассеянного света зависит, помимо интенсивности облучающего света, только от поляризуемости облучаемой молекулы, а на интенсивность излучения комбинационного рассеяния, кроме интенсивности облучающего света, влияет изменение, которое испытывает поляризуемость вследствие непостоянства расстояний между атомными ядрами. Если на поляризуемость практически не влияют колебания ядер, так как электронное облако, окружающее одно ядро, только очень слабо воздействует на другое, то излучение комбинационного рассеяния может не обладать заметной интенсивностью. Сильное взаимное влияние электронных облаков всегда проявляется в тех случаях, когда атомы, участвующие в создании молекулы, имеют общие электроны. Поэтому спектры комбина- [c.345]

Применим теперь этот результат к рассеянию света флуктуациями ориентации. Обозначим через q проекцию волнового вектора рассеяния на плотность пленки. Безразмерную амплитуду рассеяния в точке р можно определить как [c.131]

Напряженность электрического поля отражает энергию падающего светового потока. В соответствии с теорией электромагнитного поля интенсивность света (плотность потока энергии) пропорциональна квадрату амплитуды волны, излучаемой электрическим диполем. В свою очередь амплитуда волны пропорциональна квадрату частоты колебаний диполя. Таким образом, интенсивность рассеянного света пропорциональна частоте колебаний диполя в четвертой степени или обратно пропорциональна длине волны в четвертой степени Я . Отсюда вытекает, что лучи с меньшей длиной волны сильнее рассеиваются. При рассеянии белого света дисперсной системой с мелкими части-цами рассеянный свет оказывается голубым, а проходящий — [c.296]

Использование лазеров в технике оптического эксперимента привело к бурному развитию исследований свойств элементарных возбуждений в кристаллах. При этом одним из основных методов исследования стал метод комбинационного рассеяния света (КРС), которому в связи с симметрией кристаллов как раз и посвящена монография Пуле и Матье. В течение последних лет явление КРС интенсивно изучалось не только на оптических фононах, которые этим методом исследовались и ранее, но и на поляритонах, плазмонах, плазмо-фононах и т. д. [I]. Существенно, что современный метод КРС позволяет получать достаточно точную и полную информацию и о таких процессах КРС, которые сопровождаются одновременным рождением или уничтожением нескольких (в простейшем случае двух) квазичастиц. В этих процессах должно в той или иной мере проявляться остаточное взаимодействие между квазичастицами, которое отнюдь не всегда можно считать слабым. В случае фононов в качестве такого остаточного взаимодействия выступает ангармонизм, который обычно не принимается во внимание при расчете частот и амплитуд нормальных колебаний кристаллической решетки. В этом приближении, которое использовалось и в монографии Пуле и Матье, возбужденным состояниям решетки отвечают наборы различных чисел фононов того или иного сорта. Напри.мер, энергия возбужденного состояния решетки с двумя фононами, отсчитываемая от энергии ее основного состояния, равна [c.408]

Одним из первых исследований по теории комбинационного рассеяния в кристаллах явилась работа И. Е. Тамма [366]. В этой работе комбинационное рассеяние света рассматривается как результат взаимодействия нормальных колебаний, соответствующих электромагнитным волнам, с механическими нормальными колебаниями кристаллической решетки — фононами. Формально такие процессы возникают при включении в гамильтониан системы, состоящей из электронов, ядер и поля излучения, наряду с квадратичными слагаемыми слагаемых третьего и более высоких порядков по амплитудам кристаллических колебаний. [c.407]

Специфической особенностью жидких кристаллов является то, что вязкое напряжение может возникать при отсутствии какого-либо течения по причине изменения ориентации директора, вызванной изменением направления или амплитуды приложенного к образцу нематика внешнего магнитного или электрического поля. С величиной вязкоупругого отношения связаны значения времен релаксации термических флуктуаций директора. Измерение интенсивности спектра релеевского рассеяния света позволяет получить набор коэффициентов вязкости НЖК. [c.18]

Интересная особенность корреляционных функций рассеянного света состоит в том, что они не являются простыми экспонентами, причем этот факт, по-видимому, нельзя объяснить только полидисперсностью системы [94, 96]. Экспериментальные данные соответствуют теоретической модели [94, 96], согласно которой флуктуирующую скорость частицы во взаимодействующей системе можно разложить на быстро флуктуирующую броуновскую компоненту с большой амплитудой и на медленно флуктуирующую компоненту с малой амплитудой. Первая компонента соответствует высокочастотному поведению корреляционной функции, описывающей рассеяние света [уравнение (73)]. Для медленно флуктуирующей компоненты постоянная времени соизмерима со средним временем, за которое частица проходит значительную часть среднего межчастичного расстояния Очевидно, что именно эта [c.200]

Известно, что размеры кристаллов полимеров измеряются сотнями ангстрем. Если же описывать кристаллический полимер как дефектный кристалл, или паракристалл, то этим размерам кристаллов будут соответствовать расстояния, в пределах которых сохраняется дальний порядок. Оптические и электронно-микроскопические исследования указывают на то, что упорядоченность структуры сохраняется на протяжении нескольких тысяч ангстрем, причем в этих пределах существует корреляция между ориентациями кристаллов [33]. Эта. корреляция, проявляющаяся на расстояниях, соизмеримых с длиной волны видимого света, вызывает рассеяние света в этой области длин волн. Анализ светорассеяния позволяет описать такие флуктуации в твердом полимере. Угловая зависимость светорассеяния связана с размерами флуктуаций, а интенсивность рассеянного света — с амплитудой локального изменения показателя преломления. Поляризация рассеянного света связана с оптической анизотропией флуктуаций. Метод светорассеяния служит дополнением к электронно-микроскопическому методу, так как позволяет исследовать объекты довольно большой толщины. Для проведения эксперимента необходимо тщательно учитывать деформацию, ориентацию и температуру образца, не допуская деструкции полимера. С помощью излагаемого метода могут быть также изучены процессы, связанные с поляризацией света, и процессы, протекающие во времени. [c.155]

Согласно интерференционной картине, за фазовой пластинкой (фиг. 23, б) теоретически при соответствующей экспозиции можно получить интерференционный минимум любой четкости. Почернение фотопленки приблизительно пропорционально логарифму энергии экспозиции, равной произведению освещенности на время экспозиции. Влияние постепенного увеличения экспозиции можно проследить по фиг. 23, б. Для единичной амплитуды световая энергия точно равна порогу чувствительности нри определенном времени экспозиции. В этом случае на фотографии получаются симметричные максимумы (амплитуды больше 1) и минимумы, причем па линии раздела волнового фронта образуется широкий минимум. При десятикратном увеличении экспозиции порогу чувствительности будет соответствовать амплитуда, равная 0,1. В этом случае измерительным лучам соответствует очень узкая незасве-ченная полоса на засвеченном фоне. Дальнейшее снижение этого минимума огранпчеио размером зерна фотопленки и особенно рассеянным светом, энергия которого при некотором значении экспозиции достигает порога чувствительности пленки, после чего минимум засвечивается. По данным Вольтера, оптимальное время экспозиции составляет половину времени, при котором энергия рассеянного света достигает порога чувствительности. Однако в экспериментах по исследованию шлиры такие большие экспозиции нежелательны по другим причинам. [c.58]

Затем анализируются свойства воды, определяемые взаимными поступательными движениями молекул Н2О в жидкости, явления переноса. Поступательные движения молекул в жидкости представляют собой наиболее характерное свойство жидкого состояния, определяющее высокий уровень внутренней энергии жидкости по сравнению с кристаллом, и обусловлены взаимодействием больших ансамблей молекул. Анализ данных по различным явлениям переноса в жидкой воде показывает, что средние значения амплитуды атомных колебаний в жидкой воде имеют значение, близкое к 0,6 А. Большое значение коэффицента трения в воде по сравнению с коэффициентом трения в других жидкостях при температуре плавления показывает, что в воде сильно межмолекулярное взаимодействие, определяемое ближайшими соседями. В этой главе обсуждаются результаты изучения свойств воды методом ЯМР (ядерного магнитного резонанса) и молекулярного рассеяния света. Рассматриваются свойства воды, обусловленные диссоциацией молекул Н2О на ионы. Показывается, что зависимость ogKa и Т1 (времени спин — решеточной релаксации в воде) от температуры очень похожи и определяются большими амплитудами колебаний протона молекулы Н2О. [c.7]

Средний тангенциальный импульс падающих молекул, сохраняемый отраженными молекулами, описывают по Максвеллу [3.43, 3.44], предполагая, что некоторая часть молекул (1 —/) испытывает зеркальное отражение от стенки по закону угол отражения от стенки равен углу падения. Если /=1, то тангенциальный импульс в среднем не сохраняется и отражение происходит диффузно , т. е. в случайно выбранном направлении. Такое диффузное отражение по закону косинуса аналогично рассеянию света по закону Ламберта в оптике. Оптическая аналогия показывает, что только такое диффузное отражение действительно должно происходить для случая, когда масштаб шероховатости поверхности стенки больше, чем длина волны де Бройля, ассоциированная с импульсом падающей молекулы [3.36, 3.46]. Поскольку процесс диффузии через пору оказывается почти изотермическим, длина этих волн в среднем будет такого же порядка, как амплитуда тепловых колебаний стенки (эффект Дебая — Валлера, приводящий к термической шероховатости 10 см при комнатной температуре [3.36, 3.46]). Диффузное отражение должно также наблюдаться, если попавшие иа стенку молекулы пребывают на ней достаточно долго, так что достигают теплового равновесия, т. е. >10 -—Ю- з с [3.47] (см. разд. 3,1.7). Таким образом, зеркаль- [c.58]

Множитель (АР . Выражение с РР представляет собой рассеяние света средой при отсутствии флуктуаций. Если разбить рассеивающий объем V на, ряд одинаковых тонких слоев, то оказывается, что в совершенно однородной среде каждому слою, образующему рассеянную световую во)1ну с данной фазой б и ам плитудой А, соответствует слой, образующий рассеянную световую волну с противоположной фазой, но той же амплитудой. Вследствие взаимного погашения световых волн, рассеянных разными слоями совершенно однородной средй, интенсивность рассеянного света, даваемая [c.211]

Комбинационное рассеяние. Недавно было предпринято другое исследование упорядочения длинных осей молекул [20], которое представляется весьма интересным и в принципе дает большую информацию. Это исследование комбинационного рассеяния от С = N-гpyппы, которая связана с концом молекулы, приблизительно параллельной оси стержня. Рассеянный свет обусловлен модуляцией электрической поляризуемости связи С N. При этом амплитуда света пропорциональна [c.49]

Для частиц размером 1—60 мк разработан прибор с рассеянием света под прямым углом, известный под названием Аэрозолоскоп Прибор позволяет подсчитывать до 2000 частиц мин, давая импульсы, которые после усиления сортируются в 12-канальном анализаторе и регистрируются 12 электромеханическими счетчиками, соответствующими 12 интервалам размеров. Отношение верхнего и нижнего пределов в каждом интервале равно 2. Поскольку амплитуда сигнала пропорциональна квадрату диаметра, то отношение амплитуд смежных сигналов равно 2. [c.239]

Ближний порядок в кристалле заставляет рентгеновские лучи отклоняться при отражении, например, в установке, по геометрии подобной камере Дебая — Шерера, всего на несколько градусов от оси пучка. Таким малоугловым рассеянием пользуются для изучения мелких включений (- 10 см) в кристаллах, малых медленно меняющихся деформаций и упорядочения в жидкостях и стеклах. Малоугловое рассеяние успешно используют [20—23] для псследования кластерообразования в жидкостях при температурах, близких к температуре затвердевания, и изучения структуры растворов. Для изучения флуктуаций с амплитудами больше 10 см прибегают к рассеянию света, тогда как малоугловое рассеяние рентгеновских лучей позволяет исследовать более слабые флуктуации. Оно особенно ценно при изучении упорядочения в жидкостях, стеклах и растворах. Хотя к малоугловому рассеянию почти не прибегают для определения кристалличности, этот способ удобен для выявления начальной стадии кристаллизации (расстекловывания) в аморфных веществах. [c.24]

Особенно важным является рассеяние света на поверхности с неровностями намного больше длины волны падающего излучения. На рис. 2.30 приведены индикатрисы рассеяния от синусоидальной поверхности [119, с. 58] для различных <7 = 2яаД, где а — амплитуда волнистости, Я, —длина волны излучения, В данном случае [c.103]

Рассеянный свет фокусируется оптической системой и пода- ется на фотоприемник (фотоумножитель или фотодиод), возможна также фотографическая регистрация света. После преобразования электрического сигнала в импульс напряжения лоследний анализируется по амплитуде. По количеству импульсов судят о числе частиц, по амплитуде — об их размерах. Проточный ультрамикроскоп впервые был предложен Дерягиным [30] и в дальнейшем усовершенствован [31]. [c.266]

Основные закономерности спектра МЧ кристаллической фазы могут быть поняты исходя из известной теоретической работы Мандельштама, Ландсберга, Леонтовича [15]. Согласно развитым в ней представлениям рассеяние света в кристалле, так же как и в жидкости, обусловлено изменениями во взаимном расположении частиц в результате теплового движения, которые влекут за собой местные изменения показателя преломления среды. Однако в отличие от жидкости движение частиц кристалла носит строго когерентный характер и представляется в виде тепловых волн, распространяющихся в кристаллической решетке. Рассеяние света при этом может рассматриваться как результат отражения падающего излучения на поверхностях таких волн. Амплитуда световых волн модулируется упругими колебаниями решетки, что приводит к появлению в спектре рассеяния дополнительных частот. [c.226]

Вдали от точки плавления колебания молекул жидкости практически некогерентны. Прп этом шггенсив-иость рассеянного света определяется, как известно, квадратом амплитуды спектра собственных (тепловых) колебаний молекул G((o). Для ]1ахождеиия последнего нами нснользован метод частотной характеристики. Он дает зависимость амплитуды Q((o) вынужденного колебания от частоты с.) обобщенной вынуждающей силы /вып = -Р os (О (f = onst). Эта сила ис связана ни с какими физическими явлениями, протекающими в веществе, и вводится нами как аппарат исследования. Если lhi)[c.229]

Упражнения. 1. Покажите, что если длина волны падающего света попадает в область полосы поглощения атомов слоя, рассеяние света в направлении вперед изменит не только фазу пропущенного пучка, ио и его амплитуду. Таким образом, в этом случае рассеяние может объяснить явление поглоп ения. [c.462]

В 37 и 38 была выяснена природа колебательных спектров молекул. Было установлено, что поглощение, испускание и комбинационное рассеяние света обусловлены колебаниями с одинаковыми частотами (нормальные частоты) всех атомов молекулы движение отдельных атомов отличается лищь направлением и амплитудой. [c.184]

Во всех случаях светорассеяния амплитуда рассеяния пропорциональна массе М частицы, рассеивающей свет. Однако экспериментально определяемой величиной является интенсивность рассеянного света, пропорциональная квадрату амплитуды. В 1944 г. Дебай вьшел уравнение, связывающее молекулярную массу частиц растворенного вещества с интенсивностью рассеянного света. Это уравнение, известное как уравнение Дебая, справедливо только для частиц размера, меньшего длины волны падающего света, и вьиглядит следующим образом [c.322]

Более подробно основы этого метода рассматриваются в разд. 10.7.5. Для разделения клеток используется модифицированный электронный счетчик, т. е. счетчик Коултера, сопряженный с анализатором амплитуды импульсов и электронным клеточным сортировщиком. Эта система способна разделять клетки на различное число классов со скоростью 50 000 клеток в минуту. Клетки сохраняют жизнеспособноость, и время их генерации при разделении не меняется (Fulwyler, 1965 Van Dilla et al., 1967). Однако из-за высокой стоимости установки и относительно низкой скорости разделения этот метод к настоящему времени не получил широкого распространения в биохимии. Альтернативный метод использования электронного счетчика клеток для их разделения по размеру основан на измерении рассеянного света лазерного луча (разд. 10.7.5). [c.149]

Зная амплитуды обоих векторов, и электрического и магнитного, в каждой точке постранства вокруг частицы, можно, очевидно, определить энергию световых волн, исходящих от такой частицы по различным направлениям. Очевидно, что картина рассеяния света должна быть совершенно симметричной относительно оси, проходящей через центр частицы по направлению падающего луча. Поэтому достаточно будет рассмотреть только распределение излучаемой энергии по всем направлениям, лежащим в какой-нибудь одной диаметральной плоскости. Для всех остальных диаметральных плоскостей,, очевидно, будет иметь место картина, получаемая при вращении найденной кривой распределения вокруг падающего луча, как вокруг оси симметрии. [c.696]

Для измерения низких (до единиц мг/м ) концентраций пыли, присутствующей в осн. в атм. воздухе, применяют фотоэлектрич. счетчики, в к-рых запыленный воздух Пропускают через освещенную зону (от 0,03 до неск. мм ) и с помощью фотоумножителя регистрируют световые импульсы, рассеянные отдельньп ш частицами под углами до 90°. Эти импульсы преобразуются в импульсы напряжения, к-рые посредством электронной схемы сортируются по амплитудам на неск. диапазонов в соответствии с размерами частиц. Благодаря такой сортировке в приборах с рассеянием под малыми углами (неск. град) снижается влияние разл. факторов на показания счетчика, к-рый без спец. калибровки одновременно определяет концентрацию и размеры частиц (в интервале 0,3-20 мкм). Главный недостаток-ограниченный верх, предел т. наз. счетной концентрации, к-рый при использовании белого света лампы накаливания близок к 10 частиц/ и увеличивается в неск. раз в случае использования лазерного пучка. При концентрациях пыли более неск. мг/м газ предварительно разбавляют чистым воздухом. Одно из актуальных направлений развития таких [c.144]