Оптика и квазиоптика СВЧ. Молотков Н.Я - 224 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ТГТУ | Тамбов

Составители: 

Рубрика: 

коэффициентом поглощения, характеризуется тем, что в ней число актов поглощения света, пропорциональное
количеству невозбуждённых атомов, меньше числа актов вынужденного излучения, пропорциональное числу
возбуждённых атомов.
5.3. РАССЕЯНИЕ ВОЛН
При прохождении света через мутные среды часть его рассеивается, благодаря чему излучение становится
видимым при наблюдении с боку. Под мутными средами понимают среды, содержащие микроскопические
неоднородности, беспорядочно расположенные и отстоящие друг от друга на расстоянии сравнимом с длиной
волны света. К мутным средам относят: туман, дым, жидкости со взвешенными частицами и т.д.
Рассеяние света обусловлено тем, что вторичные волны, излучаемые рассеивающими частицами размером
(0,1…0,2)
λ , имеют произвольные начальные фазы и частоты, а следовательно, они некогерентны. Это
приводит к тому, что вторичное излучение не гасится во всех направлениях. Экспериментальные исследования
показывают, что частота рассеянного света совпадает с частотой первичного излучения. Этот факт находит
естественное объяснение на основе электронной теории. Согласно электромагнитной теории амплитуда волны,
излучаемая элементарным диполем, пропорциональна квадрату частоты колебаний. Следовательно,
интенсивность рассеянного излучения пропорциональна четвертой степени частоты
I
∼
4
ν или
I
∼
4
1
λ
, (5.3.1)
где λ – длина волны света. Это соотношение установлено экспериментально Рэлеем и носит его имя.
Закон Рэлея позволяет объяснить ряд оптических явлений в атмосфере. Так при прохождении белого света
через мутную среду рассеянное излучение кажется голубоватым, так как по закону Рэлея синяя
(коротковолновая) часть видимого спектра рассеивается больше, чем красная часть спектра. Этим объясняется
голубой цвет неба. Белый свет, проходящий через мутную среду, становится красноватым, так как он
обедняется из-за рассеяния коротковолновыми волнами. Этим объясняется красноватый цвет солнца на восходе
и заходе.
В случае рассеяния естественного света интенсивность
θ
I света, рассеянного под углом θ к направлению
первичного пучка, зависит от угла следующим образом:
(
)
θ+=
πθ
2
2/
cos1II
, (5.3.2)
где
2/π
I – интенсивность света, рассеиваемого под углом
2
π
=θ
, т.е. перпендикулярно направлению
первичного пучка. Если молекулы рассеивающего вещества электрически изотропны (неполярные молекулы),
то свет, рассеиваемый под углом
θ , полностью поляризован. При
2
π
=θ
рассеянное излучение полностью
поляризовано в плоскости перпендикулярной падающему первичному лучу.
Проиллюстрировать закономерности рассеянного излучения можно с помощью установки, изображенной
на рис. 310. Она состоит из источника СВЧ 1 и двух приёмных рупорных антенн 2 и 3, расположенных по трём
взаимно перпендикулярным направлениям. Роль "мутной" среды выполняет куб из пенопласта размером
202020 ×× см, в котором располагаются хаотичным образом 300 металлических диполей.
Рис. 310
Для иллюстрации рассеяния "естественного света" облучают модель мутной среды волной с круговой
поляризацией. Это эквивалентно использованию естественного излучения. Наиболее интенсивно возбуждаются
диполи, лежащие в плоскости рассеяния (плоскость, перпендикулярная к первичному лучу). Установив

Страницы