Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Физика -> Годжаев Н.М. -> "Оптика " -> 133

Оптика - Годжаев Н.М.

Годжаев Н.М. Оптика — М.: Высшая школа, 1977. — 432 c.
Скачать (прямая ссылка): optika1977.djvu
Предыдущая << 1 .. 127 128 129 130 131 132 < 133 > 134 135 136 137 138 139 .. 185 >> Следующая

конденсированных средних и фактически является наряду с уже упомянутой
работой Мандельштама первой работой по теории молекулярного рассеяния
света в конденсированных средах.
Рассеяние света в жидкостях. В 1910 г. А. Эйнштейн, исходя из идеи
Смолуховского, дал количественную термодинамическую теорию рассеяния
света в жидкости, учитывающую ее сжимаемость. Эйнштейн установил ¦**, что
интенсивность рассеянного света определяется кроме длины падающей
световой волны абсолютной температурой и физическими постоянными среды -
сжимаемостью, зависимостью оптической диэлектрической постоянной
(обусловленной только световым полем, т. е. квадратом показателя
преломления), от плотности. Эйнштейн, полагая, что рассеивающий объем v
имеет форму куба, представляя флуктуацию оптической диэлектрической
постоянной в виде
- где р - плотность среды, А р и АТ - флуктуации плотности и температуры,
и пренебрегая вторым членом *** в (13.15) для углового распределения
интенсивности рассеянного света, если падающий свет естественный, получил
выражение
где (Зг = (-1 /с) • (civ/dp) есть изотермическая сжимаемость.
* Популярное изложение рассеяния света см,- Волькенштейн М. В.
Перекрестки науки. М, "На-ка", 1972, с. 7-41.
** Подробнее см.- Волькенштейн М. В. Молекулярная оптика, § 24 гл. V; Ф а
б е л и н с к и и И. Л. Молекулярное рассеяние света, § 1 гл. I.
*** Величина (de/dp)T имеет порядок 1 см3/г, в то время, как величина
{dt/dT)р имеет порядок 10"(r) град*1, что позволяет не \ честь влияние
второго члена (см,: Левин Л. Изв. АН СССР сер. физич. 4, III, 1940).
318
(13.15)
(13.16)
Формула (13.16) справедлива как для жидкостей, так и дтя газов. Из нее,
как частный случай, вытекает формула Рэлея. Чтобы
убедиться в этом, определим р|^ и Рг. Поскольку г = 1+4лЛ?1а,
^g
т0 Рдр~^г Ъч С Другой стороны, если исходить из
уравнения состояния идеального газа PV - ЛГ^Г, то для Рг имеем
о _ _ J (dv\ __ 1
о \dpjT NtkT '
Подставляя выражение Рг и в (13.16), для газов получаем формулу,
совпадающую с формулой Рэлея (13.7а):
Ятг4
-"^(l+cos^)- (13.16а)
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 обьясняется меньшими флуктуациями в
жидкости, чем в газе.
В чем причина справедливости формулы Рэлея для газов, в то время как
основное предположение при ее выводе является ошибочным?
Объяснить причину теперь легко. Причина справедливости формулы Рэлея
заключается лишь в том, что, согласно теории Эйнштейна, рассеяние света в
атмосфере обусловлено флуктуацией плотности, а для идеальных газов
флуктуация плотности равна числу частиц в единице объема. Теперь
становится ясным удовлетворительное качественное и количественное
объяснение молекулярного рассеяния свега в атмосфере формулой Рэлея.
Указание Мандельштама на то, что совпадение числа Авогадро, рассчитанное
из данных опытов по рассеянию света в атмосфере согласно формуле Рэлея,
со значениями, полученными другими путями, должно рассматриваться как
случайное * и т. д.
Энштейн развил также теорию рассеяния света в чистых растворах. Согласно
Эйнштейну, рассеяние в чистых растворах обусловлено кроме флуктуации
плотности также флуктуациями концентрации.
Вышеизложенное не должно создавать ложного впечатления о том, что вопрос
теории рассеяния света в жидкостях полностью решен. Не имея возможности
перечислить многочисленные нерешенные вопросы в этой области (см.
неоднократно цитированную монографию И. JI. Фабелинского), отметим только
то, что, несмотря на
* См.: Мандельштам Л. И. Поли. собр. трудов, т. 1, с. 130.
319
большее количество экспериментальных и теоретических исследований по
рассеянию света в жидкостях, именно в этой области все еще остается много
неясных и нерешенных вопросов. Это тесным образом связано с недостаточным
развитием теории жидкого состояния вообще.
Рассеяние света в твердых телах. Рассеяние света, очевидно, должно иметь
место и в идеально чистых кристаллах. Однако наличие посторонних
включений и дефектов в реальных образцах приводит к сильному рассеянию
именно на этих неоднородностях, не имеющих отношения к молекулярному
рассеянию света в чистых кристаллах. Этот "паразитный эффект" делает
почти невозможным обнаружение молекулярного рассеяния света в кристаллах.
Остроумный подход акад. Г. С. Ландсберга * позволил преодолеть эту
трудность. Согласно Ландсбергу, от влияния паразитного рассеяния можно
избавиться косвенным путем - путем исследования температурной зависимости
от интенсивности суммарного рассеянного света. Поскольку часть
Предыдущая << 1 .. 127 128 129 130 131 132 < 133 > 134 135 136 137 138 139 .. 185 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed