Cтраница 4
Если размер частиц дисперсной фазы больше длины волны света, на границе дисперсной фазы и дисперсионной среды происходит отражение и преломление света по законам геометрической оптики. Свет рассеивается вследствие его отражения от непрозрачных частиц, а также вследствие многократного отражения и преломления на внутренней и наружной поверхности прозрачных частиц. Наконец, причиной рассеяния света может быть возбуждение электронов в коллоидных частицах, размер которых значительно меньше длины волны света, проходящими лучами и последующее колебание возбужденных электронов с излучением при этом света по всем направлениям. [46]
Нелинейность механической системы может быть обусловлена нели-нейностями упругой характеристики или характеристики трения. В последнем случае различают диссипативные системы и фрикционные автоколебательные системы. В диссипативных системах трение является причиной рассеяния энергии, в автоколебательных системах благодаря трению происходит приток энергии в систему. [47]
Выясним, почему происходит рассеяние а-частиц атомами. Поскольку а-частица обладает и массой и зарядом, со стороны атомных частиц на нее действуют как силы тяготения, так и ку-лоновские силы. Поэтому может показаться, что существуют две причины рассеяния а-частиц. Однако сопоставление силы гравитационного притяжения а-частицы каким-либо тяжелым атомом ( например, атомом свинца) и силы ее кулоновского взаимодействия с самым маленьким зарядом ( зарядом электрона) для одного и того же расстояния между ними показывает, что кулоновская сила в 10аз раз превосходит силу тяготения. Это означает, что при изучении взаимодействия а-частицы с атомами вещества гравитационными силами можно пренебречь. [48]
Во всяком случае, энергетическая разность Е0 0 весьма чувствительна к реальным условиям на границе. Поскольку SiO2 является аморфным, длина рассеяния as может меняться в пространстве. Эти флуктуации as могут быть еще одной причиной рассеяния электронов. Такой эффект аналогичен рассмотренному в § 3 гл. [49]
Если бы кристалл представлял собой идеальную кристаллическую решетку и температура была близка к абсолютному нулю, то мы не видели бы ограничения длине свободного пробега и вещество не обладало бы электрическим сопротивлением. Пробег электрона ограничен тепловыми колебаниями атомов и наличием у кристалла различного рода дефектов. Оба эти фактора нарушают идеальную периодичность поля, в котором движется электрон, и становятся причинами рассеяния электронов. Отсюда следует, что проводимость тела должна улучшаться по мере снижения температуры и стремиться к нетГорому пределу, зависящему от степени совершенства кристаллической решетки. [50]
Если бы кристалл представлял собой идеальную кристаллическую решетку и температура была близка к абсолютному нулю, то мы не видели бы ограничения длине свободного пробега и вещество не обладало бы электрическим сопротивлением. Пробег электрона ограничен тепловыми колебаниями атомов и наличием у кристалла различного рода дефектов. Оба эти фактора нарушают идеальную периодичность поля, в котором движется электрон, и становятся причинами рассеяния электронов. Отсюда следует, что проводимость тела должна улучшаться по мере снижения температуры и стремиться к некоторому пределу, зависящему от степени совершенства кристаллической решетки. [51]
Важным физическим эффектом загрязнения атмосферы является снижение видимости. Это снижение видимости вызывается обычно рассеянием и поглощением радиации аэрозолями в атмосфере. Если о количественном влиянии окислов серы ничего не известно, то туман серной кислоты и другие сульфатные частицы считаются признанной причиной рассеяния. Эти частицы образуются при вышеописанных сложных окислительных процессах взаимодействия между атмосферными загрязнениями. Фотодиссоциация двуокиси серы, выделяемой в атмосферу в процессах горения, невозможна, так как она может протекать лишь при длинах волн короче тех, которые достигают нижней атмосферы. [52]
При больших размерах частиц возникает явление интерференции в направлении излучения рассеянного частицей света между излучением различных мест молекул. Рассмотрение следует начать с простейшего случая малых частиц. Дебай исследовал рассеяние света растворами аналогично тому, как Эйнштейн [66] рассматривал рассеяние света однородными жидкостями. Причиной рассеяния у жидкостей являются колебания плотности, обусловленные молекулярным движением. У растворов рассеяние света обусловливается колебаниями концентрации растворенного вещества. Последние, как и у однородных жидкостей, зависят от температуры. Поэтому у растворов вместо работы сжатия чистых жидкостей проявляется осмотическая работа, связанная с повышением концентрации. [53]
При прохождении оптического сигнала его интенсивность уменьшается из-за собственного поглощения и рассеяния света материалом волокна, поглощения примесями. Собственное поглощение света затрагивает ультрафиолетовую и инфракрасную области спектра, примеси создают полосы поглощения в пределах окна прозрачности кварцевого стекла 0 8 - 1 6 мкм. Кроме поглощения наблюдается рассеяние из-за неоднородно-стей с размерами около 0 1 длины волны. Причинами рассеяния являются неоднородности плотности и химического состава. Неоднородности плотности возникают из-за хаотических конвекционных потоков в стекломассе перед ее затвердеванием. При введении легирующих примесей появляется дополнительный источник рассеяния, обусловленный колебаниями химического состава. [54]
С помощью анализатора АСА производится измерение времени, затрачиваемого на прохождение ультразвукового импульса через слой жидкости фиксированной толщины ( время задержки импульса), которое обратно пропорционально скорости распространения звука в жидкости. Поглощение энергии обычно происходит за счет повышения вязкости контролируемой среды или появления в ней дополнительных неконтролируемых примесей. Причиной рассеяния энергии ультразвука может быть наличие дисперсной фазы, размеры частиц которой соизмеримы с длиной волны ультразвука. [55]
В качестве предельных соотношений эти формулы справедливы и для растворов. В совершенном кристалле, образованном периодически расположенными молекулами или ионами, благодаря интерференции света, обусловливаемой кристаллической решеткой, рассеяние не наблюдается. В жидкостях, которые в отношении упорядоченности занимают промежуточное место между кристаллами и газами, рассеивающие центры уже нельзя считать полностью независимыми. Поэтому рассмотрение рассеяния в жидкостях требует применения методов, отличных от тех, которыми пользуются для описания рассеяния в разреженных газах. В жидкостях причиной рассеяния являются статистические флуктуации плотности и концентрации. [56]