Рассеяние света. Виды оптических неоднородностей. Показатель рассеяния . Закон Рэлея

Рассеяние света — рассеяние электромагнитных волн видимого диапазона при их взаимодействии с веществом. При этом происходит изменение пространственного распределения, частоты, поляризации оптического излучения, хотя часто под рассеянием понимается только преобразование углового распределения светового потока.

Пусть ω и — частоты падающего и рассеянного света. Тогда

• Если — упругое рассеяние
• Если — неупругое рассеяние

· — стоксово рассеяние

· — антистоксово рассеяние

Рассеиваемый свет даёт информацию о структуре и динамике материала.

Рэлея закон, гласит, что интенсивность I рассеиваемого средой света обратно пропорциональна 4-й степени длины волны l падающего света (I ~ l^-4) в случае, когда среда состоит из частиц- диэлектриков, размеры которых много меньше. Закон этот справедлив, если рассеивающие частицы или флуктуационные неоднородности малы по сравнению с длиной волны.

Рассеяния показатель - среды в оптике, величина, обратная расстоянию, на котором Поток излучения в виде параллельного пучка лучей ослабляется за счёт рассеяния света в среде в 10 (десятичный р. п.) или е (натуральный р. п.) раз. В общем случае существенно зависит от длины волны λ (частоты ν) рассеиваемого оптического излучения. Его значение для предельного случая 9. Поглощение света. Закон Бугера. Закон Бугера- Ламберта – Бэра. Натуральный и молярный показатель поглощения. Коэффициент пропускания. Оптическая плотность, прозрачность.

ПОГЛОЩЕНИЕ СВЕТА - уменьшение интенсивности оптического излучения при прохождении через какую – либо среду за счёт взаимодействия с ней, в результате которого световая энергия переходит в другие виды энергии или в оптическое излучение другого спектрального состава. Основным законом поглощения света, связывающим интенсивность I пучка света, прошедшего слой поглощающей среды толщиной l с интенсивностью падающего пучка I ₀, является закон Бугера Не зависящий от интенсивности света коэф. называется показателем поглощения, причём как правило, различен для разных длин волн.

Зако́н Бугера — Ламберта — Бера — физический закон, определяющий ослабление параллельного монохроматического пучка света при распространении его в поглощающей среде.

Закон выражается следующей формулой:

,

где I ₀ — интенсивность входящего пучка, l — толщина слоя вещества, через которое проходит свет, k _λ — коэффициент поглощения (не путать с безразмерным показателем поглощения κ, который связан с k _λ формулой k _λ = 4πκ / λ, где λ - длина волны).

Показатель поглощения характеризует свойства вещества и зависит от длины волны λ поглощаемого света. Эта зависимость называется спектром поглощения вещества.

Для растворов поглощающих веществ в непоглощающих растворителях показатель поглощения может быть записан как

,

где — коэффициент, характеризующий взаимодействие молекулы поглощающего вещества со светом длины волны λ, C — концентрация растворённого вещества.

Утверждение, что χ_λ не зависит от C, называется законом Бера (не путать с законом Бэра). Его смысл состоит в том, что способность молекулы поглощать свет не зависит от состояния других окружающих молекул. Однако наблюдаются многочисленные отклонения от этого закона, особенно в случае больших концентраций C.

Плотность оптическая — мера поглощения светапрозрачными объектами (например, фотоплёнками, фотосенсорами, светофильтрами и т. д.) или отражения света непрозрачными объектами (такими, как фотографией, зеркалом, картиной живописи)

Плотность оптическая вычисляется как десятичный логарифм отношения потока излучения падающего на объект, к потоку излучения прошедшего через него (отразившегося), т.е. принято выражать ввиде логарифма от величины, обратной к коэффициенту пропускания (отражения) в связи с большими числовыми значениями величин.

К примеру D=4 означает, что свет был ослаблен в 10⁴=10 000 раз, т.е. для человека это полностью чёрный объект, а D=0 означает, что свет прошёл (отразился) полностью.