Розсіяння світла

У процесі проходження світлової хвилі через речовину електричні заряди в атомах і молекулах під дією змінного електричного поля хвилі здійснюють вимушені коливання. Частота таких коливань збігатиметься з частотою хвилі. При цьому частинки самі утворюють джерела вторинних електромагнітних хвиль, які поширюються в різних напрямках. Таким чином, частина енергії хвилі, що проходить через речовину, поглинається й знову випромінюється його частинами й унаслідок цього розсіюється в різних напрямках.

Прозорі середовища майже не розсіюють світла. Це пояснюється тим, що вторинні хвилі, які випромінюють частинки речовини, взаємно компенсуються в результаті інтерференції. За наявності неоднорідностей інтенсивності вторинних хвиль матимуть у різних місцях і напрямках різні значення й повного їх погашення не відбувається. Особливо сильне розсіяння можна спостерігати в так званих каламутних середовищах — туман, дим, матове скло та ін.

Закон Релея

Спостереження й розрахунки свідчать, що інтенсивність розсіяного світла пропорційна четвертому степеню частоти або обернено пропорційна четвертому степеню довжини хвилі — це закон Релея. Тому під час проходження білого світла через розсіювальне середовище розсіяне світло має голубий, а минувше — червоний відтінок.

Розсіяння світла в однорідних середовищах можливе тому, що в об’ємі середовища за хаотичного теплового руху молекул відбуваються випадкові відхилення густини середовища від середнього значення. У деяких місцях спостерігається тимчасове скупчення молекул і збільшення густини, в інших — зменшення густини — флуктуації. Такі флуктуації середовища утворюють оптичну неоднорідність, оскільки показник заломлення залежить від густини речовини.

Розсіяння світла на таких неоднорідностях називаються молекулярним розсіянням.

Молекулярним розсіянням пояснюється, наприклад, голубий колір неба. Флуктуації густини інтенсивно відбуваються в критичному стані речовини. Вони викликають значне помутніння речовини під час проходження його через цей стан.

Інтенсивність молекулярно розсіяного світла невелика. Так, вода розсіює приблизно 5·10-5 частину енергії світлової хвилі, повітря за нормальних умовах — 3 · 10-7 частину.

Залишити відповідь

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *