ще «блакитного» сонця обговорювалося рядом авторів. Вивчаючи проходження світла через туман. утворюється при конденсації пари в потоці, Айткен встановив, що «при звичайній конденсації колір змінюється від ніжно-зеленого до темно-блакитного різної інтенсивності». У дослідах, проведених в камері Вільсона, він виявив наступну зміну кольорів: спочатку з'являвся блакитний, потім зелений і жовтий. Ці спостереження були продовжені. Але до самого останнього часу для цих колірних ефектів не було знайдено задовільного фізичного пояснення. Спроби залучити фізиків до вирішення цієї проблеми довгий час залишалися марними, так як вона не була в той час модною" . Тільки під час другої світової війни, коли почали широко застосовуватися димові завіси і розсіювання світла аерозолями набуло великий практичний інтерес, було зрозуміле значення теорії розсіювання і вона була зіставлена ??з експериментальними результатами.
З розсіюванням світла малими частинками пов'язаний інший ефект, добре пояснюється теорією, - поляризація світла. Розсіювання, віддзеркалення і поглинання визначають ослаблення проходить через аерозоль світла і є основними факторами, що характеризують видимість предметів в атмосфері. У лабораторії, а іноді і в польових умовах, вимірювання розсіяного або проходить світла, поляризації або дифракційних вінців служать зручними непрямими методами визначення розмірів частинок. При дотриманні відомих обмежуючих умов теорія в багатьох випадках застосовна не тільки до видимого світла, але і до більш довжин- вим електромагнітним хвилях і до частинок відповідних розмірів. Повний огляд з фізики розсіювання світла на окремих дрібних сферичних частинках був опублікований Ван де Хюлст, праця якого заповнив багато пробілів, що були в зроблених за основними формулами розрахунках.
Розглянемо кілька основних величин з теорії розсіювання.
Фактор ефективності розсіювання Ks, рівний відношенню «перерізи розсіяння» частинки до її геометричному поперечному перерізу, залежить від ряду факторів: 1) відносини радіуса частинок г до довжини світлової хвилі? ; зазвичай застосовують параметр? , Рівний відношенню довжини кола частинки до довжини хвилі, т. Е.? =2? r /?
) відносини показників заломлення частинки і середовища m; якщо частка поглинає світло, то вводять комплексний показник заломлення m (l-ik) (де k - коефіцієнт поглинання світла матеріалом частинки, а i =)
) кута? між напрямком падаючого і розсіяного світла або додаткового кута у=180 ° - 6.
Вивчення розсіювання може грунтуватися або на електромагнітної теорії світла, або на класичній геометричної та фізичної оптики. У першому випадку аналіз явища більш точний, але пов'язаний з розрахунками на обчислювальних машинах. Геометрична і фізична оптика може бути використана з деякими обмеженнями у разі відсутності даних, отриманих на основі точної теорії.
Розсіяння світла відбувається при взаємодії електромагнітних хвиль з електронами розсіюючої речовини. Падаючі хвилі викликають періодичні коливання в системі електронів, испускающих вторинні хвилі, які і складають розсіяне випромінювання. У нього входять також дифрагованим, переломлена і відбита складові, що мають велике значення при розсіянні світла макроскопическими частинками. Існують два шляхи розгляду явища: заміна електронів лінійним осцилюють диполем або групою диполів і теорія електромагнітного
поля. Перший шлях був обраний Релеєм, а другий Мі. Теорія Релея застосовна тільки до часткам, розмір яких багато менше довжини хвилі падаючого світла. Теорія Мі не має таких обмежень і в граничному випадку призводить до тих же результатів, що й перша.
2. Релеевское закон розсіювання
аерозоль розсіювання електромагнітний випромінювання
Для сфери з діелектрика відомий закон Релея у разі неполяризованого світла може бути записаний у вигляді:
(1)
де I?- Інтенсивність розсіяного в напрямку? світла (розрахована на одиницю інтенсивності падаючого світла); V - об'єм частинки; R - відстань від точки спостереження до частинки. З цього закону випливає, що інтенсивність розсіяного світла пропорційна r 6 /? 4
Інтегруючи рівняння (1), Релей показав, що повна інтенсивність розсіяного світла S дорівнює:
(2)
(якщо інтенсивність падаючого світла прийнята за одиницю).
З теорії слід (і підтверджено експериментально), що світло, розсіяний частинкою, складається з двох некогерентних плоскополярізованний компонент, площини поляризації яких взаємно перпендикулярні. Коливання компоненти з інтенсивністю i 1 перпендикулярні площині спостереження, а компоненти з і...
