20232

Молекулярне розсіяння світла на флуктуаціях густини

Доклад

Физика

Молекулярне розсіяння світла на флуктуаціях густини. Розсіяння світла це зміна якоїсь характеристики потоку оптичного випромінювання світла при його взаємодії з речовиною. Розсіяння буває двох типів: молекулярне довжина розсіяного світла = довжині падаючого світла. Якщо енергія випромінювання фотона = енергії поглинутого то розсіяння св називається Релеївським або пружнім.

Украинкский

2013-07-25

77.5 KB

24 чел.

16.Молекулярне розсіяння світла  на флуктуаціях густини.

Розсіяння світла – це зміна якоїсь характеристики потоку оптичного випромінювання (світла) при його взаємодії з речовиною. Цими характеристиками можуть бути просторовий розподіл інтенсивності, частотний спектр, поляризація світла. Розсіяння буває двох типів:

- молекулярне (довжина розсіяного світла = довжині падаючого світла). Воно характеризує міжмолекулярну взаємодію.

- комбінаційне (повязане з коливанням і обертанням молекули). Воно характеризує внутрішню динаміку теплового руху коливання атомів в молекулах (довжина падаючого світла не дорівн. довжині розсіяного).

Якщо енергія випромінювання фотона = енергії поглинутого (), то розсіяння св називається Релеївським, або пружнім. При  розсіяння світла супроводжується перерозподілом енергії між випроміненням і речовиною і назив непружнім.

Треба зазначити, що  де d  - розмір системи.

Релей розглянув кожну частинку як диполь, який взаємодіє з електричним полем світлової хвилі. Модель атома – це ядро та електрони, при взаємодії з зовнішнім полем електрон зміщуюється утворюючи диполь. Він є джерелом вторинних хвиль, і при взаємодії з полем починає випромінювати.

У нас монохроматичне світло: . Напруженість в точці А:

. Де φ – кут між радіус-вектором і диполем,

r  - радіус-вектор проведений з точки спостереження А до диполя.

Інтенсивність . У нас є об‘єм у якому  N молекул, N=N0V, де N0 – чисельна  густина (к-ть молекул в одиниці об‘єму), тоді  - ф-ла Релея

Якщо підставимо - тоді отримаємо ф-лу Релея через λ.

Треба відмітити, що розсіюючі об‘єми рівні по розмірам, а розсіюють по –різному, бо к-ть молекул неоднакова, тому :

Процес розсіяння іде лише тому, що число молекул – флуктуюча величина.

Причини розсіяння – флуктуації числа частинок або густини в рівних об‘ємах

інтенсивність :

- формула Релея для розсіяння світла в газах. Для ідеального газу формула (2).

Запишемо знову ф-лу Релея:

Будемо рухати детектор в площині XY . Кут розсіяння – це кут між напрямом розповсюдження світла та радіус-вектором від точки спостереження до зразка.

Для природного світла:   тобто

Індикатриси розсіяння:

Для ізотропного розсіяння (А)          для випадку з  (В)

  Мал1     мал2

Малюнок 1 +малюнок 2

Індикатриса релеївського розсіяння в газах (вона симетрична)

Висновки з т Релея:

  1.  Розсіяння світла відбувається на флуктуаціях густини або числа частинок – нема флуктуації – нема розсіяння.
  2.  Інтенсивність розсіяного світла обернено пропорційне λ4.
  3.  Інтенсивність розсіяння світла вперед рівне розсіянню назад (див мал1+мал2)
  4.  Інтенсивність релеївського розсіяння симетрична відносно площини, яка перпендикулярно перетинає  вісь розповсюдження світла в точці, в якій знаходиться розповсюджувач.

Критика теорії Релея

Теорія Релея не працює коли ми розглядаємо щільні гази або особливі точки (або підходимо до критичної точки), тоді  

а) розсіяння вперед > розсіяння назад

в) збільшується розсіяння на малі кути (при підході до критичної точки).


φ

А

Z

Y

X

EMBED Equation.3  

φ

Θ

T0

22

n

T


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

31410. Дослiдження потенцiалу i напруженностi поля у електричнiй ваннi 149.5 KB
  Мета: Вимiр потенцiалiв i напруженностi поля для заданної конфiгурацiї електродiв. План роботи Зiбрати макет з заданою конфiгурацiє електродiв згiдно малюнка варiанту завдання. Намалювати свою конфiгурацiю електродiв на графiку. Вставити виводи електродiв моделi у кришку згiдно малюнку завдання так щоб електроди опинились у вiдповiдних отворах кришки.
31412. Дослiдження потужностi у системi джерело-навантаження 112 KB
  Джерело живлення та лiнiя постачання моделюются ЕРС та опором RS що вiдповiдає спiльному опору джерела та лiнiї. Занотувати значення опору RS. Вимiряти ЕРС джерела живлення E падiння напруги на опорi джерела US напругу на навантаженнi споживача UL струм кола I для рiзних значень опору RL. Для кращого вiдтворення результатiв вимiрiв доцiльно провести вимiри для усього диапазону змiн опору навантаження вiд мiнiмального до максимального його значення з приблизно рiвномiрним шагом по опору приблизно 10 максимального значення опора RL.
31413. Дослiдження лічильника електроенергії 69 KB
  Визначити залежність швидкості обертання диска лічильника від потужності активного навантаження. Зичайний асінхронний двигун переважно працює в області малих значень коефіциента ковзання тобто в умовах коли швидкість обертання ротора близка до швидкості обертання магнітного поля. Для двополюсного двигуна масимальна швидкість обертання становить 3000 обертів на минуту для частоти мережі 50 Hz 5060=3000. На відміну від звичайного двигуна ротор лічильника працює в області великих значень ковзання тобто швидкість обертання ротора...
31414. Дослiдження схеми напiвпровiдникового випрямляча 83.5 KB
  Серед них найпоширiнiшi схеми: однонапiвпериодного випрямляча; мостового випрямляча; випрямляча з подвоєнням напруги. Пiд час вимiру опора слiд вибрати полярнiсть мультиметру таким чином щоб дiоди випрямляча не шунтировали опiр RL. Якщо вимiри виконуються за допомогою осцилографа замалювати епюри напруги на виходi випрямляча для максимального i середнього значення опорiв навантаження.
31415. Дослiдження елементiв кола змiнного струму – R, L, C за умов 125.5 KB
  Дослiдження RC ланки Зiбрати стенд для одного з варiантiв ємностi C згiдно завдання C=C1 C=C2 C=C1C2 Електрична схема Перемичкою X3 закорочено iндуктивнiсть L точки 23. Вимiряти напругу джерела живлення E точки 111 напругу на опорi UR точки 12 наругу на конденсаторi UC точки 511. Вимiряти напругу джерела живлення E точки 111 напругу на опорi UR точки 12 напругу на iндуктивностi UL точки 24. Вимiряти напругу джерела живлення E точки 111 напругу на опорi UR точки 12 напругу на iндуктивностi UL точки...
31416. Дослідження трансформатора 72.5 KB
  Варiант Первинна обмотка до джерела ЕРС Вторинна обмотка до навнтаження N1 N2 N1 Пермичка X1: точки 1011 або 1012 N2 Пермичка X2: точки 2124 або вiдсутня N2 N1 N2 Пермичка X2: точки 2021 або 2022 N1 Пермичка X1: точки 1114 або вiдсутня Далi по тексту завдання елементи схеми контрольнi точки вимирiв i точки пiдєднання перемичок наводиться для варiанту N1 N2 для варiанту N2 N1 у скобках....
31417. Дослiдження бiполярного транзистора 79.5 KB
  Для розрахунку параметрiв схем для рiзних включень транзiстору спiльний емiтер спiльний колектором спiльна база використовуються сукупностi ВАХ вхiдних та вихiдних характеристик: cукупнсть залежностей струму бази Ib вiд напруги базаемiтер Ube для рiзних значень напруги колектор емiтер Uce сукупнсть залежностей струму колектора Ic вiд напруги колектор емiтер Uce для рiзних значень струму бази Ib. Виставити потрiбний струм бази Ib i вимiряти залежнiсть струму колектора Ic вiд напруги колектор емiтер Uce для цього...
31418. Дослiдження поведiнки транзистора у поширених схемах включення зi спiльним емiтером i cпiльним колектором 70.5 KB
  Для зменшення обсягу вимiрiв та прискорення виконання роботи струми Ib Ic Ic вимiрються не безпосередньо а обчислюються за вiдомими значеннями опорiв Rb Rc Re i вимiряними значеннями падiння напруг URb URc URe. Для дослiжуємого бiполярного транзистору КТ961А npnтипу з коефiцiентом пiдсилення у дiапазонi 10100 доцiльно використовувати такi значення опорiв: Rb =20KΩ; Rc =1KΩ; Re =0 перемичка. Занотувати значення опорiв для дослiджуємої схеми Rb = ; Rc =...