Физическая энциклопедия - оптика неоднородных сред

раздел физ. оптики, в к-ром изучаются явления, сопровождающие распространение оптического излучения в оптически неоднородных средах, показатель преломления n к-рых не постоянен, а зависит от координат. Оптич. неоднородностями явл. поверхности или объёмы внутри среды, на (в) к-рых изменяется п. Независимо от физ. природы неоднородности она всегда отклоняет свет от его первонач. направления. На поверхностях, разделяющих среды с разными n, происходит отражение света и преломление света; на микронеоднородностях, n к-рых отличается от n окружающей среды,рассеяние света. Существ. роль в О. н. с. играет интерференция света между рассеянными, отражёнными и преломлёнными световыми волнами, а также падающей волной.

Оптически неоднородными явл. мутные среды; в них размеры оптич. неоднородностей чаще всего превышают длину световой волны l. Если неоднородность среды вызвана присутствием в ней мелкодисперсных коллоидных ч-ц, размеры к-рых сравнимы с l, то среда кажется совершенно прозрачной; однако наблюдение под углом =90В° к направлению падающего света обнаруживает свечение среды, обусловленное интенсивным рассеянием света (Тиндаля эффект).

К неоднородным средам относятся также в-ва без инородных включений, в к-рых изменения n в большом числе микрообъёмов, приводящие к рассеянию света, вызваны флуктуациями плотности среды в результате хаотического теплового движения её молекул или турбулентностью среды. Интенсивность I света, рассеиваемого непоглощающими диэлектрич, ч-цами, пропорц.

l-p, где p параметр, зависящий от отношения размеров ч-ц к l. При рассеянии света на тепловых флуктуациях, размеры к-рых Много меньше l, I=l-4 (Рэлея закон). Для ч-ц, размеры к-рых много больше l, параметр р близок к 0, и рассеяние определяется геом. эффектами преломления света на поверхностях раздела объёмов. В этом случае I не зависит от X, что и наблюдается при рассеянии света в туманах и облаках они имеют белый цвет. На изучении рассеяния света неоднородностями в газах, жидкостях и тв. телах основаны методы нефелометрии и ультрамикроскопии (см. УЛЬТРАМИКРОСКОП), позволяющие определять концентрацию неоднородностей и изучать их природу (а в нефелометрии и их размеры). Особый раздел О. н. с. составляет оптика тонких слоев. .