Флуктуация - показатель - преломление
Cтраница 4
 |
Прохождение света через неоднородность. [46] |
Большая роль в теплофизическом эксперименте отводится изучению турбулентности, которая определяет закономерности протекания тепловых и газодинамических процессов. При этом количественные характеристики можно получить оптическими методами лишь для случая изотропной турбулентности, так как зондирующий луч света, проходя через исследуемый объем, суммирует по длине пути флуктуации показателя преломления. [47]
В пятой главе рассмотрен термодинамический подход к моделированию турбулизованных многокомпонентных сред. В последних трех главах, на основе развитых теоретических положений, приведены конкретные примеры аэ-рономических задач, включающие моделирование диффузионных процессов в термосфере и коэффициентов турбулентного обмена в земной турбопаузе, а также моделирование внешнего масштаба турбулентности в свободной атмосфере по оптическим измерениям флуктуации показателя преломления воздуха с целью восстановления структурных параметров и динамических характеристик средней атмосферы Земли. Сами эти примеры носят по необходимости ограниченный характер, что обусловлено большой сложностью изучаемых явлений. Вместе с тем, они позволяют составить вполне определенные представления о специфике постановки и методах решения соответствующих модельных задач, отражающих достигнутый уровень в механике многокомпонентных турбулентных сред, и использовать развитые подходы в других актуальных приложениях. [48]
Смолуховского о рассеянии на флуктуациях показателя преломления среды Идея подхода состоит в том, что среду можно разбить на объемчики малые по сравнению с кубом длины световой волны, в каждом из которых содержится много молекул. Тогда флуктуации показателя преломления в этих объемчиках играют роль макроскопических неоднородностей, на которых происходит рассеяние света. [49]
Методическим недостатком здесь является значительная продолжительность времени измерения одной кривой для пространственной корреляционной функции, в течение которого величина / о, как правило, изменяется за счет временного хода режима турбулентности. Поскольку флуктуации показателя преломления атмосферы в основном определяются флуктуациями температуры. Сравнение полученных результатов из оптических измерений [21] со спектрами температурных пульсаций показало, что совпадение хорошее только в высокочастотной части. [50]
Функция rx ( т) при Z) 1 0 приведена на рис. 6.5. Здесь же для сравнения показаны коэффициент корреляции для плоской волны и коэффициент пространственной корреляции для сферической волны. Как видно из представленных результатов, временной и пространственный коэффициенты корреляции сферической волны не совпадают. В этом случае перенос поля флуктуации показателя преломления приводит к более сложной, чем простой пространственный перенос, картине флуктуации интенсивности световой волны в плоскости приема. [51]
Физическая причина, ведущая к светорассеянию в чистом веществе, указана Смолуховским и, как сказано, состоит в том, что в силу статистической природы теплового движения молекул среды в ней возникают флуктуации плотности, особенно значительные в области критической точки. Флуктуации плотности Ар в свою очередь ведут к флуктуации показателя преломления An или к флуктуации диэлектрической проницаемости А. [52]
Физическая причина, ведущая к светорассеянию в чистом веществе, указана Смолуховским и, как сказано, состоит в том, что в силу статистической природы теплового движения молекул среды в ней возникают флуктуации плотности, особенно значительные в области критической точки. Флуктуации плотности Д р в свою очередь ведут к флуктуации показателя преломления А или к флуктуации диэлектрической проницаемости Ае ( е s п2), а эти последние и представляют собой оптическую неоднородность. [53]
Общим свойством всех прозрачных растворов является их помутнение вблизи их критической точки смешения. Причина этого помутнения - рассеяние света, резко возрастающее вблизи критической точки смешения ( в области однородного раствора) вследствие появления больших флуктуации концентрации раствора. Поскольку показатель преломления раствора зависит от его концентрации, флуктуации концентрации сопровождаются флуктуациями показателя преломления. Раствор становится оптически неоднородной средой и вызывает сильное рассеяние падающего света. [54]
Теория многократного рассеяния в сплошных средах наиб, хорошо развита для случая одномерных неодно-родностей, а в трехмерно-неоднородных средах - в приближении малоуглового рассеяния вперед. Для анализа используются схема марковских случайных процессов в диффузионном приближении, теория переноса излучения, метод суммирования ряда теории возмущений по кратности рассеяния при помощи фейнма-новских диаграмм ( решения Дайеона уравнения и Бете - Солпитера уравнения), метод геом. Одним из наиб, ярких эффектов многократного рассеяния в одномерной среде является полное отражение волны от цолуоесконечной среды со слабыми флуктуациями показателя преломления. При малоугловом многократном рассеянии в среде с трехмерными неоднородностями происходит накопление флуктуации параметров волны с ростом дистанции. В частности, накопление с расстоянием флуктуации направления нормали к поверхности пост, фазы волны приводит к росту ширины угл. В среде с пространственно-временными неоднородностями аналогичным образом растет с расстоянием ширина частотного спектра. Дисперсия флуктуации интенсивности на нек-рой глубине выходит на стационарный уровень. Совместное влияние диссипации и рассеяния приводит к существованию глубинного режима, когда угл. [55]
Страницы: 1 2 3 4