Физическая энциклопедия Том 4 - Порохов А.М.
Скачать (прямая ссылка):
ется сечением рассеяния, к-рое определяется спектральной плотностью флуктуаций проницаемости
*(в) = Ф.(кі-кг) Sina х.
Величина (г(8) определяет интенсивность рассеяния единицей рассеивающего объёма в единичный телесный угол, Ie1, к2 — волновые векторы падающей и рассеянной воли, 8 — угол между ними (угол рассеяния),
о — круговая частота волиы, % — угол между вектором электрнч. ноля в первичной волне и вектором
K2. Спектральная плотность Ф,(х) является фурье-преобразованием корреляц. ф-ции флуктуации диэлект-рнч. проницаемости.
На практике Р. р. играет двоякую роль. С одной стороны, оно приводит к ослаблению первичной волны, с другой — рассеянные в разл. направлениях волны вызывают увеличение поля в пунктах, куда оно ие проникает в отсутствие рассеяния вообще, и могут, т. о., быть использованы для радиосвязи. Напр., благодари Р. р. на флуктуациях электронной плотности в иокосфере возможна загоризонтная KB-связь иа расстояниях более 2000 км, что значительно превышает возможности чисто дифракц. проникновения поля за Горизонт (CM. Загориаонтное распространение радиоволн). Аналогично рассеяние волн на турбулентных неоднородностях тропосферы также способствует увеличению поля далеко за горизонтом. Явление Р. р. широко используется для целей дистанц. исследования свойств среды. Напр., Р. р. на тепловых флуктуациях электронной плотности позволяет измерить концентрацию электронов, иоииую и электронную темп-ры в ионосферной и лаб. плазмах. Неоднородности тропосферы эффективно исследуются с помощью рассеяния «назад» ямпульсов радиолокаторов.
Если в среде возможно распространение неск. типов воли, то процесс рассеяния сопровождается трансформацией энергии волн одного типа в энергию волн др. типа. Так, эл.-магн. волна в неоднородной плазме порождает рассеянные плазменные волны (н наоборот). Волна с одним типом поляризации порождает волиу с др. типом поляризации. В нерегулярных волноводах вз-за рассеяния происходит трансформация энергии одних мод в энергию других.
Термин «Р. р.» употребляется не только в случае взаимодействия волн с неоднородностями, распределёнными по объёму. О рассеянии говорят при отраже-вии радиоволн от шероховатых поверхностей (от взвол-воваиной поверхности моря, от поверхности Земли и і. д.), при описании дифракции иа отд. объектах (от следа ракеты, самолёта, облака и т. п.). Р. р. на метеор-вых следах используется для целей кратковрем. связи, работающей в течение жизни метеорного следа. Рассеяние на искусств, образованиях н структурах иироко применяется в физнке и технике. Примером может служить Р. р. на возмущении, порождаемом в атмосфере мощным звуковым импульсом. Доплеровское смещение частоты рассеянного сигнала позволяет определить скорость звука и, следовательно, высотное распределение темп-ры. Аналогично рассеяние воли на квазипериодич. структурах, возникающих при воздействии на ионосферу мощных радиоволн, служит для определения параметров верх, атмосферы (см. Распространение радиоволн).
Лит.: Татарский Б. И., Распространение волн в турбулентной атмосфере. М., 1967; Введение в статистическую радиофизику, ч. 2 — Рытов С. М., Кравцов Ю. А., Татарский В. И., Случайные поля, М., 1978; И с и м а-р у А., Распространение и рассеяние волн в случайно-неоднородных средах, пер. с англ., т. 1—2, М., 1981.
Ю. А. Рыжов.
РАССЕЯНИЕ СВЕТА — рассеяние воля оптич. диапазона, заключающееся в изменении пространственного распределения, частоты, поляризации оптич. излучения при его взаимодействии с веществом. Часто Р. с. Ваз. только преобразование угл. распределения свето-
вого потока, обусловленное пространственными неоднородностями показателя преломления среды и воспринимаемое как её иесобств. свечение, напр, при визуализации лучей света в пыли, отражение и преломление света на поверхности тел и т. п. Р. с. может проявляться как поглощение в виде ослабления лучей — экстин-кции. Если частота рассеянного света со' равна частоте падающего со, то Р. с. наз. упругим или р э л е-е в с к и м , в остальных случаях Р. с.— н е у п р у-гий процесс с перераспределением энергии между излучением н рассеивающей частицей и, следовательно, с изменением частоты. Если ш' < со, то Р. с. наз. стоксовым, при со'>со — антистоксовым. При упругом Р. с. сохраняются фазовые соотношения между падающей и рассеянной волнами (когерентное рассеяние света); при иеупругом Р. с. происходит фазовый сбой рассеииной волны (некоге-реитное Р. с.).
Квантовая теория рассеяния света. Последоват. описание Р. с. возможно только квантовой теорией взаимодействия света с веществом (в квантовой электродинамике). В этой теории элементарный акт Р. с. трактуется как поглощение веществом падающего фотона с энергией Аш, импульсом Ik и поляризацией ju, а затем спонтанное испускание рассеянного фотона с энергией Йсо', импульсом Ak' и поляризацией ц'. Вместе с таким процессом идёт и другой, когда вначале испускается фотои с характеристиками Aco',Ak' и /л' (рассеянный), а затем поглощается падающий. Оба процесса наглядно изображаются соответствующими диаграммами Фейнмана (рис. 1), в к-рых квантовые состояния
