20244

Спектральний склад розсіяного світла в газах. Ефект Мандельштама-Брілюена

Доклад

Физика

Спектральний склад розсіяного світла в газах. 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. Фізична причина розсіяння світла в чистій речовині полягає в тому що в силу статистичної природи теплового руху молекул середовища в ньому виникають флуктуації густини.

Украинкский

2013-07-25

85 KB

1 чел.

28. Спектральний склад розсіяного світла в газах. Ефект Мандельштама-Брілюена.

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.

Фізична причина розсіяння світла в чистій речовині полягає в тому, що в силу статистичної природи теплового руху молекул середовища в ньому виникають флуктуації густини. Вони, в свою чергу ведуть до флуктуації показника заломлення  або флуктуації діелектричної проникності , а ці останні і являють собою оптичну неоднорідність:

- останнім нехтуємо, а

Звідси видно, що існує два типи флуктуації густини: адіабатична та ізобарична. Зміни  оптичних неоднорідностей приведуть до зміни амплітуди і фази розсіяння світлазміна спектрального складу початкового світлового випромінювання.

*Спектральний склад розсіяного світла в газах. 

Будемо розглядати молекулу, що рухається: 

- проекція швидкості на напрям  . Коли ми спрямовуємо світло чи звук на рухомий предмет, то має місце ефект Доплера: частота при цьому змінюється: 

         (1)

с- швидкість світла.

Помістимо в точку спостереження кілька молекул – у них різні швидкості  розподіл по швидкостям:  (2)     

З (1) :  в (2) : . Тобто ми мали розподіл по швидкостям, а тепер розподіл по зміні частоти.

.

Нехай  - уширення по половині висоти:

                            .                      (3)

                                   .                                   (4)

Висновки з (4): уширення зростає при зростанні T.

*Спектральний склад розсіяного світла в кристалах . Ефект Мандельштама-Брілюена.

Розсіяння Мандельштама-Брілюена – розсіяння оптичного випромінювання конденсованими середовищами (твердими тілами, рідинами) в результаті його взаємодії  з пружними коливаннями цих середовищ. Розсіяння М.-Б. супроводжується зміною частот, що характеризують випромінювання. Сильна взаємодія між частинками в конденсованому середовищі приводить до розповсюдження в усіх напрямках в середов. хвиль різних частот. Їх накладання одна на одну приводить до появи флуктуацій густини, на яких розсіюється світло. Але розсіяння М.-Б. показує , що розсіяння відбув. і на самих пружних хвиль. В кристалах ці хвилі біжуть одна на одну – утворюються стоячі хвилі (хвилі Дебая), тобто утворюється періодична гратка, на якій відбув. диф-ракція світла.

 -  довжина Дебаївської хвилі в кристалі. Умова Вульфа – Брега : , де - довжина хвилі в середовищі. - для гармонійної синусоїдальної гратки. Оскільки гратка – рухома, то має ефект Доплера: , - шв. хвиль Дебая в середов. , ,  - бо хвилі в середовищі мож. рухатися в двох напрямках.

Фактично в твердому тілі:   

      

В рідинах, на відміну від твердих тіл, спостерігаються три піка. Ландау пояснив це наявністю флуктуацій двох типів:

  1.  адіабатичний (флукт. тиску) – виник внаслідок розповсюдження хвиль (Дебая або звуку) – призводять до наявності двох піків в спектрі (і в рідинах, і в твердих тілах). Ці флуктуації швидко з’являються і швидко дисипують.

  1.  ізобаричні (флукт. ентропії) – наявність центрального піку в рідинах, повязані з неупорядкованістю в структурі рідини. В твердому тілі їх немає, бо там – порядок.  Вони повільно виникають і повільно розсасуються.

Так можна пояснити наявність триплету ( адіабатичні та ізобаричні флуктуації )в спектрі розсіяного світла рідинами та аморфними тілами і дублету ( адіабатичні флуктуації) при розсіянні на кристалах (дублет Мандельштама-Брілюена).

 


α

θ

розсіяння

ν,λ

l

Λ

Розсіяне світло

Падаюче

світло

    Пускаємо    Отримаємо

Направили   Отримали


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2014. М’ясні напівфабрикати 57.81 KB
  На підприємствах ресторанного господарства використовують такі види м'яса: яловичину, телятину, баранину, козлятину, свинину й у незначних кількостях м'ясо диких тварин - лося, ведмедя та ін.
2015. Рибні вироби 29.19 KB
  У підприємства ресторанного господарства риба надходить живою, парною, охолодженою, мороженою і солоною. Жива риба є найбільш коштовною сировиною. Страви з неї відрізняються особливим смаком і ароматом.
2016. Страви з яєць 26.49 KB
  Страви з них є важливим джерелом особливо коштовних білків, лецетину й арахидонової кислоти, що нормалізують жировий обмін, вітамінів D, Е, К, пантотенової і фолиєвої кислота, мінеральних солей, заліза і міді, що беруть участь у процесах кровотворення.
2017. Технологія приготування супів, різновиди супів 38.32 KB
  Супи - рідкі страви, основою яких служать бульйони, відвари, молоко та хлібний квас. Крім рідкої основи, значна більшість супів містить щільну частину - різноманітні гарніри з овочів, крупів, макаронних виробів, мяса, риби, птиці й інших продуктів.
2018. Технологія холодних страв та закусок 24 KB
  За характером кулінарної обробки і основним продуктом закуски можна поділити на такі групи: бутерброди, салати і вінегрети, холодні страви і закуски з овочів і грибів, риби, м'яса, яєць.
2019. Технологія напоїв 24.5 KB
  Напої, що готують па підприємствах ресторанного господарства, поділяють па гарячі й холодні.
2020. Технологія гарячих напоїв 30.45 KB
  Напої поділяють на гарячі і холодні. Гарячі (чай, кава, какао, шоколад) є тонізуючими завдяки вмісту алколоїдів, дубильних речовин, вітамінів. Мають приємний аромат, стимулюють серцеву діяльність, органів травлення, зменшують відчуття втоми.
2021. Види харчування 20.68 KB
  Робота підприємств харчування при лікувальних установах може організовуватися по-різному, підстроюючись під вимоги клієнтів, які не відрізняється гарним здоров'ям — хворих, що знаходяться на стаціонарному і профілактичному лікуванні.
2022. Організація харчування на курортах і в місцях масового відпочинку 20.91 KB
  Усі курорти можна об'єднати в 3 групи: Бальнеологічні (лікування брудом, водою і т.ін.), Кліматичні (лікування особливим кліматом, обумовленим географічним положенням курорту), Горно-туристичні (для відпочинку і туризму) – для активного відпочинку.