Физическая энциклопедия - мандельштама - бриллюэна рассеяние

рассеяние оптич. излучения конденсированными средами (тв. телами и жидкостями) в результате его вз-ствия с собственными упругими колебаниями этих сред. М.Б. р. сопровождается изменением частот (длин волн), характеризующих излучение. Напр., М.Б. р. монохроматического света в кристаллах приводит к появлению шести частотных компонент рассеянного света, в жидкостях трёх (одна из них неизменённой частоты). Сравнительно сильное вз-ствие между ч-цами конденсиров. сред (в кристаллах оно связывает их в упорядоченную пространств. решётку) приводит к тому, что по всевозможным направлениям в среде распространяются упругие волны разл. частот (см. ГИПЕРЗВУК). Наложение таких волн друг на друга вызывает появление флуктуации плотности среды, на к-рых и рассеивается свет (см. РАССЕЯНИЕ СВЕТА). М.Б. р. показывает, что световые волны взаимодействуют не только с флуктуациями плотности, но и непосредственно с упругими волнами, обычно ненаблюдаемыми по отдельности.

Особенно наглядна физ. картина явления в кристаллах. В них упругие волны одинаковой частоты, бегущие навстречу друг другу, образуют стоячие волны той же частоты, т. е. создают периодич. решётку, на к-рой происходит дифракция света; это явление аналогично дифракции света на ультразвуке. Рассеяние света стоячими волнами происходит по всем направлениям, но, вследствие интерференции света, за рассеяние в данном направлении ответственна упругая волна одной определ.

частоты. Пусть на плоском фронте такой волны (рис.) рассеиваются, изменяя своё направление на угол q, лучи падающего света частоты n (длины волны l; l=c*/n, где с* скорость света в кристалле). Для того чтобы рассеянные лучи, интерферируя, давали максимум интенсивности в данном направлении, необходимо, чтобы оптич.

разность хода СВ+ВД соседних падающих (1 и 2) и рассеянных (Г и 2') лучей была равна l: 2nL•sinq/2=-l, (1) где L=АВ длина рассеивающей упругой (гиперзвук.) волны. Рассеяние световой волны на упругой эквивалентно модуляции света падающего пучка с частотой упругой волны. Условие (1) приводит к выражению для относит. изменения частоты рассеянного света: Dn/n=В±2v/c*•sin q/2 (2) (v скорость упругих волн в кристалле) .

Смещение частоты света при М.-Б. р. относительно невелико, т. к. v .