2. Два вида рассеяния

А. Рассеяние в мутных средах (или ещё называемое – рассеянием Тиндаля) – рассеяние на инородных включениях: на частицах дыма, пыли, тумана в воздухе; на частицах взвесей – суспензий, эмульсий, коллоидных частицах.

Б. Рассеяние в чистых средах, или молекулярное рассеяние, или рассеянием Рэлея. В чистых средах без инородных включений рассеяние происходит на неоднородностях плотности среды и, соответственно, показателя преломления, которые возникают в результате хаотического теплового движения молекул. При этом появляются флуктуации – случайные отклонения от среднего числа молекул в единице объёма – их сгущения и разрежения.

3. Закон Рэлея

Согласно закону Рэлея, на малых неоднородностях рассеиваются , в основном, коротковолновые световые лучи. Если размер неоднородности среды меньше 0,2 , интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна четвёртой степени длины волны:

I_расс~

Чем больше рассеивающие частицы, тем слабее зависимость интенсивности рассеянного света от длины волны. На достаточно крупных по сравнению с длиной волны частицах одинаково рассеиваются лучи любых длин волн.

Поэтому в чистых средах на флуктуациях плотности рассеиваются , в основном, фиолетовые и синие составляющие солнечного света, а проходят красные. Ведь малые флуктуации более вероятны, чем крупные. То же самое наблюдается и при рассеянии в мутных средах, если рассеивающие частицы малы, например, на мелких капельках тумана. А вот на кучевых облаках, состоящих из капель воды, значительно больших размеров, чем длины световых волн, и на крупных поднятых ветром частицах песка и пыли одинаково рассеиваются все составляющие белого света. Вот почему чистое небо над морем синее, а над городами и пустыней белёсое. Проходящие большую толщу воздуха лучи восходящего или заходящего солнца – красные: коротковолновые лучи отсеиваются, проходят длинноволновые. Поэтому же всякие стоп-сигналы красные, а маскировочные шторы синие. Красный свет лучше проходит через рассеивающую среду, нежели синий.

4.Турбидиметрия и нефелометрия.

Турбидиметрия (от латинского «турбидис» - мутный) – метод исследования, основанный на изучении света прошедшего через рассеивающую среду. А нефелометрия ( от греческого «нефелос» - облако) исследует рассеянный свет. Натуральный показатель рассеяния, спектральный состав, поляризация рассеянного и соответственно, прошедшего света дают информацию о концентрации суспензий, эмульсий, аэрозолей, коллоидных растворов, о размерах, конфигурациях, конформациях рассеивающих частиц.

6.14. Элементы геометрической оптики

Геометрическая оптика – раздел оптики, не учитывающий в явном виде волновых свойств света, а основанный на представлениях о световых лучах как прямых линиях и на геометрических построениях хода этих лучей. Закон прямолинейного распространения света ограничен явлением дифракции, н выполняется, если длина световой волны значительно меньше размеров отверстий и препятствий на пути световых лучей.

Законы отражения и преломления света

Свет отражается и преломляется на границе сред с разными показателями преломления n₁ и n₂, то есть с разными скоростями распространения световой волны v₁= c/n₁ и v₂= c/n₂, с – скорость света в вакууме (см. рис. 6.22 а).

Рис. 6.22. Отражение (а) и преломление – (б) и (в) света (объяснения в тексте).

А. Первый закон отражения и преломления

Луч падающий 1, луч отражённый 2 и луч преломлённый 3 лежат в одной плоскости с нормалью к границе раздела сред 4, проведённой через точку падения 0.

Б. Второй закон отражения

Угол падения равен углу отражения

₌

В. Второй закон преломления

Отношение синуса угла падения к синусу угла преломления – величина для данных двух сред постоянная, равная отношению абсолютных показателей преломления второй среды и первой, то есть равная отношению скоростей света в первой среде и во второй.