Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
3. Р, в. на стохастичесиих (случайно распределённых) возмущениях сред или границ раздела. Иногда под Р. в. поипмается именно такой тип рассеяния. Если облако дискретных хаотически расположенных рассеивателей достаточно разрежено, при расчёте рассеянных полей можно пользоваться приближением однократного рассеяния, т. е. первым приближением метода возмущений (см. Борновское приближение, Боамущений теория). Это приближение справедливо в условиях, когда ослабление падающей волиы из-за перехода части её энергии в рассеянное поле незначительно. В этом случае диаграмма иаправлеииости рассеяния плоской волиы от всего облака рассеивателей совпадает с индикатрисой рассеяния отд. частицы. При наличии движения рассеивателей частотный спектр рассеяния первоначально монохроматической волиы изменяется: ср. скорость движения рассеивателей определяет сдвиг максимума спектра, а дисперсия её флуктуаций — уширеиие спектра рассеянного излучения в соответствии с Доплера эффектом. При рассеянии эл.-маги. волиы происходит также изменение поляризации.
При большой концентрации рассеивателей в среде происходит многократное Р.в.на частицах. В этом случае падающая волиа сильно затухает из-за рассеяния даже
в отсутствие истиииой диссипации, а угловой и частотный спектры рассеянного излучения изменяются по мере проникновения в глубь рассеивающей среды. При анализе используются теория переноса излучения, имеющая дело с интенсивностями распространяющихся волн, и теория многократного рассеяния, основанная иа решении волнового ур-иия с учётом эффектов взаимодействия мн. частиц.
В реальных хаотически неоднородных сплошных средах флуктуации их параметров (концентрации, темп-ры, скорости движения и т. д.), кай правило, являются достаточно слабыми, Это позволяет прй расчёте Р. в. иа неоднородностях, находящихся в достаточно малом объёме, использовать приближение однократного рассеяния. В этом случае угл. спектр рассеянного излучения повторяет пространственный спектр неоднородностей среды, поскольку процесс рассеяния под данным углом можно предстайить как брэгговское отражение от одной из пространственных гармоник среды (трёхмерных решёток), определяемой разностью волновых векторов падающей и рассеянной волн. В турбулентных потоках частотный спектр рассеяния определяется, как и для дискретных рассеивателей, ср. и флуктуац. скоростями макроскопич. движения среды.
Теория многократного рассеяния в сплошных средах иаиб. хорошо развита для случая одномерных неоднородностей, а в трёхмерио-иеоднородных средах — в приближении малоуглового рассеяния «вперёд». Для анализа используются схема марковских случайных процессов в диффузионном приближении, теория переноса излучения, метод суммирования ряда теории возмущений по кратности рассеяния при помощи фейима-йовских диаграмм (решения Дайсона уравнения и Бете — Солпитера уравнения), метод ґеом. оптики, плавных возмущений метод и параболического уравнения приближение. Одним из наиб, ярких эффектов многократного рассеяния в одномерной среде является полное отражение волиы от полубескоиечной среДы со слабыми флуктуациями показателя преломления. Прн малоугловом многократном рассеянии в среде с трёхмерными неоднородностями происходит накопление флуктуаций параметров волиы с ростом дистанции. В частности, накопление с расстоянием флуктуаций направлення нормали к поверхности пост, фазы волны приводит к росту ширины угл. спектра излучения. В среде с простраиствеино-времеииыми неоднородностями аналогичным образом растёт с расстоянием ширина частотного спектра. Дисперсия флуктуаций интенсивности на иек-рой глубине выходит иа стационарный уровень. Совместное влияние диссипации и рассеяния приводит к существованию «глубинного режима», когда угл. спектр излучения перестаёт зависеть от диаграммы направленности падающей волны.
Важную в прикладном аспекте роль играет Р. в. в равновесной и неравновесной плазме, где наряду с эл.-маги. волнами могут распространяться и др. типы воли (плазменные в изотермич. плазме, ионно-звуковые в иеизотермической, альвеновские, магн.-звуковые и свистовые в магиитоактивиой плазме и т. п., см. Волны в плазме). Это приводит к очень сложной картине рассеяния, существенному изменению как углового, так и Частотного спектров, трансформации волиы одного типа в другие и т. п.
Р. в. иа шероховатых и неоднородных поверхностях раздела сред приводит к тому, что волна ие только отражается в зеркальном направлении, ио и рассеивается в др. направлениях. Если шероховатая поверхность движется, то спектр рассеянной волиы отличен от спектра падающей волны. Такие характеристики, как интенсивность и поляризация рассеянных волн, индикатриса рассеяния, существенно зависят от соотношения между длиной волны, масштабом и высотой шероховатостей. Осн. методами для расчёта поля рассеяния иа шероховатых поверхностях являются метод возмущений и Кирхгофа метод. Метод возмущений справедлив, когда
высота неровностей мала по сравнению с длиной волиы, а метод Кирхгофа пригоден-для сколь угодно высоких, ио плавных неровностей. Дальнейшая /разработка теории велась по линии развития приближений малых возмущений и метода Кирхгофа. Вводились нелокальные граничные Условия, учитывались затенения в методе Кирхгофа, развивалась концепция резонансного рассеяния, разрабатывалась теория рассеяния иа поверхности с двумя тйпами неровностей и т. д.
