Основы теории рассеяния света

Основы теории рассеяния света [c.539]

Однако перестановки в этих парах в соответствии с возрастающими атомными весами привели бы к резкому нарущению периодичности. Щелочный металл оказался бы вместе с благородными газами, а благородный газ —со щелочными металлами. Значит, закон истин, а принцип, положенный в его основу, неточен. Вспомним теорию рассеяния света (стр. 25). [c.79]

К отличительным особенностям дисперсных систем, в которых размер частиц дисперсной фазы значительно меньше длины волны видимого света или соизмерим с ней по порядку величины, относятся их характерные оптические свойства. Изучение особенностей прохождения света через различные системы позволяет определять в них наличие, концентрацию и анализировать строение частиц дисперсной фазы. Теория оптических свойств дисперсных систем представляет собой сложную и основательно разработанную область современной физики. Однако она не позволяет полностью описать все детали оптических свойств, особенно грубодисперсных и высококонцентрированных систем. В рамках данного курса будут рассмотрены физические основы наиболее характерного из оптических свойств — рассеяния света частицами с размером, значительно меньшим длины волны (рэлеев-ское рассеяние), и качественно описаны более сложные случаи рассеяния и поглощения света частицами большого размера, а также роль флуктуаций прн взаимодействии света с дисперсными системами. [c.159]

Согласно теории диссипативных систем и теории бифуркаций Пригожина, возникновение упорядоченной структуры из беспорядка означает неожиданное и резкое отклонение поведения системы от соответствующей термодинамической ветви, скачкообразное изменение свойств, получившее название "бифуркация". Возникновение бифуркаций связано с флуктуациями - беспорядочным, чисто случайным явлением, которое проявляется в определенных условиях и вызвано специфическими молекулярными свойствами микроскопических составляющих, т.е. тем, что по определению не учитывается равновесной термодинамикой и линейной неравновесной термодинамикой. В равновесных системах флуктуации симметричны, обратимы, случайны и образуют сплошной фон. Их эволюция может быть ограниченной и кратковременной, а поэтому они, как правило, не влияют на свойства системы. Известным исключением является флуктуация плотности, определяющая броуновское движение коллоидной частицы и классическое релеевское рассеяние света гомогенной средой. Общий характер равновесных процессов, в которых отсутствуют бифуркации, не зависит от особенностей внутреннего строения и взаимодействий микроскопических частиц. Именно благодаря этому обстоятельству равновесная термодинамика обладает единым теоретическим базисом - универсальной теорией, не учитывающей внутренних свойств элементарных составляющих и, следовательно, справедливой для всех процессов такого рода, и поэтому может строиться как наука исключительно на аксиоматической основе. [c.92]

Зависимость интенсивности и поляризации рассеянного света от направления рассеяния и физических параметров (Я, р, т) исследовали на основе теории Ми авторы работ [40, 49, 50]. В работе [40 приведена библиография расчетов функций интенсивности рассеянного света 1 и а> коэффициентов ослабления К и рассеяния [c.25]

Выше были даны определения нескольких типов средних молекулярных весов, величины которых зависят от распределения молекул по различным возможным молекулярным весам. Экспериментальным путем функцию распределения, конечно, найти гораздо труднее, чем определить средние молекулярные веса. Многие физические свойства макромолекулярных растворов всегда или в ряде случаев зависят от молекулярного веса. Это относится, например, к коллигативным свойствам (в особенности, к осмотическому давлению), рассеянию света, седиментации и вязкости. Каждый из этих методов, если он применяется для чистого гомогенного макромолекулярного вещества, может дать значение его действительного молекулярного веса. Если же этими методами исследуется гетерогенная смесь, например синтетический полимерный препарат, они дают средний молекулярный вес. Теория, лежащая в основе этих утверждений, обсуждается в следующих главах. В данной главе показано только, как различные методы могут привести к различным типам средних величин. [c.174]

К. м. позволила объяснить строение и свойства атомов, атомные спектры, рассеяние света атомами. На ее основе была создана теория молекулы и раскрыта природа химической связи, разработана теория молекулярных спектров. К. м. дала возможность создать теорию твердого тела, объясняющую его электрич., магнитные и оптич. свойства с помощью К. м. удалось понять природу металлич. состояния, полупроводников, ферромагнетизма и множества других явлений. К. м. позволяет выяснить закономерности ядерных реакций, радиационные свойства ядра, а-радио-активность и т. д. [c.262]

Книга известных французских ученых А. Пуле и Ж.-П. Матье посвящена теории колебательных спектров кристаллов и ее экспериментальным приложениям. В основу книги положен курс лекций, который читал А. Пуле физикам — студентам и аспирантам Парижского университета, а также материалы систематических экспериментальных исследований, которыми более 20 лет руководил Ж--П. Матье. Проф. Ж -П. Матье является классиком спектроскопических исследований кристаллов методом комбинационного рассеяния света. Это придает книге особую ценность. [c.5]

Во-вторых, макроскопическое поле, создаваемое рассматриваемыми типами колебаний, делает возможным еще один механизм рассеяния света. Этот механизм (гл. 8, 8), в основе которого лежит взаимодействие электронов кристалла с колебаниями кристаллической решетки, в теории поляризуемости рассматривается как деформация волновых функций электронов, зависящих от ядерных параметров. В конечном итоге мы имеем дело с модуляцией реальной части диэлектрической проницаемости кристалла е(о)) этими колебаниями. [c.238]

Сколько-нибудь полная теория комбинационного рассеяния света может быть развита лишь на основе квантовых представлений. Однако некоторые важные стороны явления могут быть поняты на основе более простой классической теории. [c.12]

Таким образом, в формулы, описывающие угловую зависимость интенсивности и степени деполяризации линий комбинационного рассеяния света при естественном возбуждающем излучении, входит лишь один параметр — величина р. В этом смысле естественное и линейно поляризованное возбуждающее излучения эквивалентны (см. формулы (2.61), (2.62)). Заметим, что поскольку р связано с р соотношением (3.21), то этот параметр не является независимым и не может служить для раздельного определения инвариантов Рс, и ра- Из этого следует также, что экспериментальные исследования индикатрисы рассеяния не позволяют найти инварианты тензора рассеяния. Несмотря на это, подобные исследования представляют большой интерес, так как позволяют проверить общие формулы (3.22), (3.23) н выяснить, насколько хорошо выполняются предположения, лежащие в основе теории. [c.37]

В предыдущих разделах было показано, что многие важные свойства комбинационного рассеяния света удовлетворительно описываются при помощи классических представлений. Однако достаточно полная и последовательная теория явления комбинационного рассеяния света может быть развита только на основе квантовой теории излучения. [c.42]

В основе теории колебательных спектров лежит представление о молекуле как о системе материальных точек (атомных ядер), совершающих малые колебания около положения равновесия. Как правило, методами комбинационного рассеяния света изучается строение молекул в основном электронном состоянии, поэтому в дальнейшем будет подразумеваться, что речь идет именно о таких состояниях. [c.139]

Процесс КР второго порядка может быть описан и на основе теории поляризуемости [441, 442]. Как уже отмечалось, основным результатом теории поляризуемости является тот факт, что интенсивность рассеянного света выражается через матричные элементы поляризуемости электронной подсистемы, зависящей от координат ядер как от параметров. Для процесса типа (21.33) указанный матричный элемент берется между основным состоянием кристалла и состоянием, соответствующим двукратно возбужденному колебательному уровню. При этом отличным от нуля оказывается мат- [c.454]

Таким образом, основные черты комбинационного рассеяния света можно объяснить на основе полуклассической теории. [c.495]

Это — рассеяние света в латексах, золях и суспензиях. Интерпретация рассеяния в таких системах на основе строгой теории Ми [8, 9] слишком сложна, и практическое ее использование сопряжено с трудоемкими вычислениями. Однако, когда относительный показатель преломления частиц п/по не слишком пре- [c.220]

Соотношения (1.25) — (1.30) относятся к числу наиболее фундаментальных соотношений современной физики, на которых, как показано выше, базируется, в частности, квантовомеханическая теория поглощения и излучения (теории рассеяния мы коснемся ниже в гл. 8). Вообще говоря, строгое рассмотрение вопроса о взаимодействии света с веществом может быть получено в рамках квантовой электродинамики, принимающей во внимание как квантовые свойства молекул, так и квантовые свойства поля. К сожалению, однако, практическая невозможность найти точные решения основных уравнений квантовой оптики и необходимость пользоваться теорией возмущений пока сильно ограничивают область ее применения. Поэтому в подавляющем большинстве современных спектроскопических исследований (как экспериментальных, так и теоретических) в основу рассмотрения кладутся квантовомеханические представления, в которых, как уже отмечалось, свойства атомов и молекул описываются с квантовой, а свойства электромагнитного поля с классической точек зрения. Следует подчеркнуть в связи с этим, что в настоящее время нет известных оптических и спектроскопических фактов [c.19]

По-видимому, поверхностный слой находится в условиях напряженного состояния, создающегося в вершине трещины, и слой материала, примыкающий к плоскости разрушения, изменяется на глубину, соизмеримую с длинами волн видимого света. Энергия деформации затрачивается на формирование новой структуры материала аналогично тому, как это происходит, когда напряжение снимается с образца. Можно предположить, что количество рассеиваемой энергии непосредственно связано с количеством материала, находящегося под внешним воздействием. В большинстве случаев при перемещении по поверхности от начала трещины наблюдается только небольшое изменение цвета, следовательно, поверхностный слой приблизительно равномерен по толщине. Поэтому количество рассеянной энергии должно быть пропорционально площади поверхности разрушения, и при анализе экспериментальных данных на основе теории Гриффита эта энергия определяет поверхностную энергию, несмотря на то, что она не связана непосредственно с образованием поверхности. [c.160]

Рассеяние света. Одним из основных преимуществ оптических методов определения размеров частиц является то, что взаимодействие излучения с частицами не меняет структуры системы, т. е. дисперсная с[1стема остается прежней (за исключением тех случаев, когда происходят фотохимические реакции). К числу наиболее перспективных относится метод фотокорреляционной спектроскопии [133, 134]. Причиной светорассеяния является наличие оптических неоднородностей в среде. Такие среды называют мутными. В основе теории рассеяния света в мутных средах лежат следующие предположения 1) размер частиц много меньше длины волны света (/ Д 0,1) 2) не происходит поглощения (раствор не окрашен) 3) форма частиц близка к сферической 4) концентрация частиц мала, так что не происходит интерференции пучков, рассеянных различными частица- [c.94]

Оптические методы. Оптические методы измерения скорости ультразвука базируются на открытом в 1932 г. Дебаем и Сирсом [Л. 210 и 211] и независимо от них Люка и Бикаром [Л. 212—215] явлении дифракции света на ультразвуковых волнах в жидкости. Основой этого открытия послужили работы Бриллюэна [Л. 216— 218] по теории рассеяния света и рентгеновских лучей на тепловых флуктуациях плотности жидкости. Он показал, что при прохождении света через жидкость, имеющую местные изменения плотности, возникает дифракция света. [c.111]

Теория рассеяния света для многокомпонентных систем была независимо развита Кирквудом и Гольдбергом и Стокмейером . В этом случае в основу положены те же принципы, что и при рассмотрении седиментационного равновесия в многокомпонентных системах, приведенном в разделе 16. В данном разделе не рассматривается эта теория, а просто излагаются полученные результаты. [c.335]

На основе представлений Смолуховского о флуктации плотностей п кинцентраций Эйнштейн создал теорию рассеяния света жидкостями и растворами. Согласно этой теории в растворе всегда возникают флуктуации концентрации, вследствие чего наблюдается рассеяние света. Интенсивность рассеянного света /", вызванного флуктуациями концентраций, для неполя-ризованного луча выражается уравнением [c.455]

Теоретические основы квазиупругого рассеяния света подробнс рассмотрены в обзорах [2—12] и в трех монографиях [1, 13, 14] поэтому здесь мы обсудим только наиболее важные выводы теории [c.170]

На практике применимость методики определения молекулярного веса на основе явления рассеяния света ограничивается системами, содержащими крупные молекулы, которые даже в случав ра.збавленных растворов (порядка 1%) показывают значительные отступления от идеальной картины. Поэтому следует выяснить, в какой мере условия рассеяния света зависят от этих отступлений. В этой связи представляется наиболее целесообразным, как это делает Дебай [56], рассмотреть вопрос с точки зрения теории рассеяния Эйнштейна, согласно которой рассеяние в конденси- [c.685]

В заключение упомянем еще два метода определения молекулярного веса, которые также основаны на уравнении (55.5), но практически (так же как непосредственное измерение осмотического давления) применяются только для растворов макромолекулярных соединений. Первым из них является рассмотренное в 54 седиментационное равновесие в ультрацентрифуге. Этот метод, как было упомянуто, не имеет пока большого значения. Второй метод использует измерення рассеяния света растворами. Общие основы теории изложены в более подробных работах по статистической термодинамике, в то время как применение к растворам макромолекулярных соединений следует искать в специальной литературе. [c.291]

КВАНТОВАЯ МЕХАНИКА - физическая теория, изучающая общие закономерности движения и взаимодействия микрочастиц (элементарных частиц, атомных ядер, атомов и молекул) теоретическая основа современной физики и химии. К. м. возникла в связи с необходимостью преодолеть противоречивость и недостаточность теории Бора относительно строения атома. Важнейшую роль в разработке К. м. сыграли исследования М. Планка, А. Эйнштейна, Н. Бора, М. Борна и др. К. м. была создана в 1924—26 гг., благодаря трудам Л. де Бройля, Э. Шредингера, В. Гейзенберга и П. Дирака. К. м. является основой теории многих атомных к молекулярных процессоБ. Она имеет огромное значение для раскрытия строения материи и объяснения ее свойств. На основе К. м были объяснены строение и свойства ато MOB, атомные спектры, рассеяние света создана теория строения молекул и рас крыта природа химической связи, раз работаиа теория молекулярных спектров, теория твердого тела, объясняющая его электрические, магнитные и оптические свойства с помощью К. м. удалось понять природу металлического состояния, полупроводников, ферромагнетизма и множества других явлений, связанных с природой движения и взаимодействием микрочастиц материи, не объясняемых классической механикой, [c.124]

В основе макроскопической теории молекулярного взаимодействия конденсированных фаз лежит представление о существующих в них флуктуациях электромагнитного поля, которые выходят за пределы фаз и, взаимодействуя в зазоре между кнми, создают силы межмолекулярного притяжения. Квантовый характер подобных флуктуаций приводит к тому, что основной вклад во взаимодействия создают так называемые нулевые колебания, не зависящие от температуры лишь при очень высоких температурах следует учитывать температурную природу флуктуаций. Частотная характеристика флуктуаций электромагнитного поля может быть найдена из оптических свойств конденсированной фазы — из зависимости от частоты ы коэффициентов истинного (не связанного с рассеянием света см. 1 гл. VI) поглощения света в контактирующих фазах. [c.249]

Основные научные нсслсдовання относятся к физической органической химии. Разработал (1946 -1950) пути изуче1и1я интенсивности линий комбинационного рассеяния света (КР), послужившие основой создания новых методов качественного и количественного анализа органических продуктов и молекулярного структурного анализа. Открыл явление резонансного КР (1946—1952) и излучение промежуточного характера, сочетающее признаки рассеяния и флуоресценции (1963). Разработал теорию преобразования света молекулами, которая установила связи между фундаментальными молекулярнооптическими явлениями — поглощением света, рассеянием и флуоресценцией и предсказала возможности наблюдения вторичного излучения промежуточного характера. [c.617]

Денситометрическое определение вещества в хроматографическом слое осложняется диффузионным рассеянием света на зернах сорбента. Прохождение и отражение света в сильно рассеивающих средах описываются сложными интегро-дифференциальными уравнениями [31], которые в общем случае не имеют аналитических решений. На практике обычно используют приближенные уравнения. Одним из таких приближений являются дифференциальные уравнения, полученные Кубелкой и Мунком [32]. Эти уравнения были положены в основу работ по теории денситометри-ческого анализа тонкослойных хроматограмм [33]. На основе решений системы дифференциальных уравнений для проходящего и отраженного света при введении ряда упрощающих предположений была получена связь концентрации вещества с (х, у) в точке х, у) хроматографического пятна с поглощением и рассеянием света в этой области [c.270]

Вращательное м колебательное движеште молекул ртзучается, как пра-вило, методами спектроскопии, в основе которой лежит рассмотрение закономерностей взаимодействия электромагнитной радиации с веществом, сопровождающегося процессами поглощения, излучения и рассеяния света. Современная спектроскопия базируется целиком на квантовой теории, в основе которой, в свою очередь, лежат фундаментальные квантовые законы, определяющие свойства атомов и молекул. [c.79]

Уравнение (IX.20) лучше описывает экспериментальные данные по одноосному растяжению резин по сравнению с уравнением (IX.19), однако с точки зрения предсказаний это уравнение обладает небольшой ценностью, поскольку физический смысл постоянной проблематичен. Блоклэнд [10] разработал новую теорию высокоэластичности резин. На основании данных изучения фотоупругости, рассеяния света и электронной микроскопии он обнаруншл некую структуру в сетчатых системах, которая напоминает стержневидные ассоциаты сегментов цепных молекул или пачки . Эти структурные элементы включают в себя около 5% цепных сегментов. На основе предложенной модели Блоклэнд вывел соотношение следующего типа [c.160]

Теория молекулярного рассеяния света была развита Эйнштейном на основе статистической термодинамш и. Затем были развиты нетермодинамическая корреляционная теория релеев-ского рассеяния, учитывающая флуктуации давления, энтропии и флуктуации анизотропии под влиянием флуктуаций деформации (Рытов), и релаксационная теория (Леонтович). Свет, рассеянный на изотропных флуктуациях, бывает полностью поляризованным, а рассеянный на флуктуациях анизотропии — полностью деполяризованным, независимо от того, производится ли освещение поляризованным или естественным светом. [c.28]