Вынужденное рассеяние света это:

Вынужденное рассеяние света
        рассеяние света в среде, обусловленное изменением движения входящих в её состав микрочастиц (электронов, атомов, молекул), происходящим как под влиянием падающей световой волны, так и самого рассеянного излучения. Различают вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР), происходящее при участии либо внутримолекулярных колебаний атомов, либо вращении молекул, либо движений электронов внутри атомов; вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна (ВРМБ), в котором участвуют упругие смещения молекул (т. е. звуковые или гиперзвуковые волны); вынужденное рассеяние света на поляритонах (связанных колебаниях молекул и электромагнитного поля) и т.д. В. р. с. наблюдается в твёрдых телах, жидкостях и газах.
         Если интенсивность падающего света невелика, в среде происходит спонтанное рассеяние света, при котором изменение движения микрочастиц происходит только под влиянием поля падающей волны. Интенсивность рассеянного света при этом мала (в 1 см3 10-8—10-6 от интенсивности падающего света), а его частота ω' отличается от частоты падающего света на величину Δω, равную частоте колебаний микрочастиц (см. Комбинационное рассеяние света, Мандельштама - Бриллюэна рассеяние).
         При очень большой интенсивности падающего света в среде проявляются нелинейные эффекты (см. Нелинейная оптика). На её микрочастицы действуют не только силы с частотами падающего ω и рассеянного ω' излучений, но также сила, действующая на разностной частоте Δω, т. е. на частоте собственных колебаний микрочастиц, что приводит к резонансному возбуждению колебаний. Рассмотрим это на примере вынужденного комбинационного рассеяния с участием внутримолекулярных колебаний атомов. Под влиянием суммарного электрического поля падающего и рассеянного света молекула поляризуется, у неё появляется электрический дипольный момент, пропорциональный суммарной напряжённости электрического поля падающей и рассеянной волн. Потенциальная энергия атомных ядер при этом изменяется на величину, пропорциональную произведению дипольного момента на квадрат напряжённости суммарного электрического поля. Вследствие этого внешняя сила, действующая на ядра, содержит компоненту с разностной частотой Δω, что вызывает резонансное возбуждение колебаний атомов. Это, в свою очередь, приводит к увеличению интенсивности рассеянного излучения, что вновь усиливает колебания микрочастиц, и т.д. Таким образом сам рассеянный свет вынуждает (стимулирует) дальнейший процесс рассеяния. Именно поэтому такое рассеяние называется вынужденным (стимулированным). Интенсивность рассеянного света может быть порядка интенсивности падающего.
         Возбуждение внутримолекулярных колебаний при вынужденном комбинационном рассеянии (гиперзвука при ВРМБ и т.д.) происходит в тех случаях, когда В. р. с. протекает в веществе, состояние которого близко к равновесному. При этом частота ω' рассеянного света оказывается меньше частоты ω падающего излучения: ω = ω — Δω (стоксов процесс). Однако при В. р. с. возможно не только возбуждение движения микрочастиц, но и его подавление, если первоначальное состояние вещества не является равновесным. При этом = ω + Δω (антистоксов процесс).
         Если при В. р. с. рассеянное излучение выходит из рассеивающего объёма без отражений от его границ, то рассеянный свет, как и в случае спонтанного рассеяния света, является некогерентным (см. Когерентность), а угловое распределение рассеянного света зависит от формы рассеивающего тела, например, для удлинённых форм рассеянное излучение сосредоточено главным образом вдоль его оси. Если же рассеивающее тело помещено в Оптический резонатор, то в результате многократных отражений рассеянного света от зеркал в резонаторе формируется когерентное излучение на частоте рассеяния ω' (это достигается лишь при значениях интенсивности падающего света, превышающих некоторое пороговое значение). Направленность рассеянного излучения в этом случае определяется конфигурацией резонатора.
         Поскольку при В. р. с. интенсивности падающего и рассеянного излучений велики (106—109 вт/см2), то нередко в веществе одновременно с В. р. с. проявляются и другие нелинейные эффекты, например, параметрические процессы, приводящие к появлению излучения с целым набором новых частот ωn = ω + nΔω, где n = ±1, ±2, ±3... (рис. 1). Компоненты с n ≥ 1 называются антистоксовыми компонентами, а с n ≤ —2 — высшими стоксовыми компонентами. Излучение этих компонент после выхода из рассеивателя происходит преимущественно вдоль поверхностей конусов с различными (для различных компонент) малыми углами (1—10°) при вершинах. В изотропной среде оси всех конусов совпадают с направлением рассеиваемого луча. В кристаллах эти конусы могут иметь различную ориентацию и каждая компонента может излучаться в двух конусах. На фотоплёнке, расположенной за исследуемым образцом перпендикулярно прошедшему лучу частоты ω, образуются кольца, соответствующие различным компонентам В. р. с. (рис. 2).
         Так как интенсивность рассеянного света при В. р. с. может быть порядка интенсивности падающего излучения, то рассеянное излучение, в свою очередь, может стать источником В. р. с. Развитие этого процесса может также привести к возникновению целого ряда компонент, частоты которых будут совпадать с параметрическими частотами ωn. Однако по другим свойствам они существенно отличаются от параметрического излучения. Иногда в веществе одновременно возникают два (или больше) вида В. р. с., влияющих друг на друга.
         В. р. с. используется для эффективного преобразования интенсивного излучения Лазера в излучение с большей яркостью и другими характеристиками; для возбуждения интенсивного Гиперзвука и других видов движения микрочастиц; для изучения микроструктуры вещества.
         Лит.: Луговой В. Н., Введение в теорию вынужденного комбинационного рассеяния, М., 1968; Старунов В. С., Фабелинский И. Л., Вынужденное рассеяние Мандельштама — Бриллюэна и вынужденное энтропийное (температурное) рассеяние света, «Успехи физических наук», 1969, т. 98, в. 3; Зельдович Б. Я., Собельман И. И., Вынужденное рассеяние света, обусловленное поглощением, там же, 1970, т. 101, в. 1.
         В. Н. Луговой.
        Рис. 1. Спектр рассеянного света при вынужденном комбинационном рассеянии: ω — частота падающей волны.
        Рис. 1. Спектр рассеянного света при вынужденном комбинационном рассеянии: ω — частота падающей волны.
        Рис. 2. Пространственная картина излучения первой и второй антистоксовых компонент при вынужденном комбинационном рассеянии в монокристалле кальцита; центральное пятно соответствует прошедшему через кальцит световому лучу частоты ω; два неконцентрических кольца меньших диаметров соответствуют двум конусам излучения первой антистоксовой компоненты (частота ω + Δω); два неконцентрических кольца больших диаметров соответствуют двум конусам излучения второй антистоксовой компоненты (частота ω + 2Δω).
        Рис. 2. Пространственная картина излучения первой и второй антистоксовых компонент при вынужденном комбинационном рассеянии в монокристалле кальцита; центральное пятно соответствует прошедшему через кальцит световому лучу частоты ω; два неконцентрических кольца меньших диаметров соответствуют двум конусам излучения первой антистоксовой компоненты (частота ω + Δω); два неконцентрических кольца больших диаметров соответствуют двум конусам излучения второй антистоксовой компоненты (частота ω + 2Δω).

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

Смотреть что такое "Вынужденное рассеяние света" в других словарях:

  • ВЫНУЖДЕННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА — рассеяние света в в ве, обусловленное изменением движения входящих в его состав микрочастиц (эл нов, атомов, молекул) под влиянием падающей световой волны очень большой интенсивности и самого рассеянного излучения. Различают: вынужденное… …   Физическая энциклопедия

  • ВЫНУЖДЕННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА — рассеяние света в в ве, обусловленное изменением движения входящих в его состав микрочастиц (электронов, атомов, молекул) под влиянием проходящей через свет волны большой интенсивности и самого рассеянного излучения. Возможность вынужденного… …   Естествознание. Энциклопедический словарь

  • РАССЕЯНИЕ СВЕТА — изменение к. л. хар ки потока оптического излучения (с в е т а) при его вз ствии с в вом. Этими хар ками могут быть пространств. распределение интенсивности, частотный спектр, поляризация света. Часто Р. с. наз. только явление несобств. свечения… …   Физическая энциклопедия

  • Рассеяние света —         изменение характеристик потока оптического излучения (См. Оптическое излучение) (света) при его взаимодействии с веществом. Этими характеристиками могут быть пространственное распределение интенсивности, частотный спектр, Поляризация… …   Большая советская энциклопедия

  • Комбинационное рассеяние света —         рассеяние света веществом, сопровождающееся заметным изменением частоты рассеиваемого света. Если источник испускает линейчатый спектр, то при К. р. с. в спектре рассеянного света обнаруживаются дополнительные линии, число и расположение… …   Большая советская энциклопедия

  • КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА — рассеяние света в газах, жидкостях и кристаллах, сопровождающееся заметным изменением его частоты. В отличив от рэлеевского рассеяния света, при К. р. с. в спектре рассеянного излучения наблюдаются спектральные линии, отсутствующие в линейчатом… …   Физическая энциклопедия

  • КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ СВЕТА — рассеяние света в вом, сопровождающееся заметным изменением частоты рассеиваемого света. Если источник испускает линейчатый спектр, то при К. р. с. в спектре рассеянного излучения обнаруживаются дополнит. линии, число и расположение к рых тесно… …   Физическая энциклопедия

  • Рамановское рассеяние света — Эффект Рамана (комбинационное рассеяние света) неупругое рассеяние оптического излучения на молекулах вещества (твёрдого, жидкого или газообразного), сопровождающееся заметным изменением его частоты. В отличие от рэлеевского рассеяния, в случае… …   Википедия

  • вынужденное Рамановское рассеивание — Рассеяние света в газах, жидкостях и кристаллах, сопровождающееся заметным изменением его частоты. В случае рамановского рассеяния света в спектре рассеянного излучения появляются спектральные линии, которых нет в спектре первичного… …   Справочник технического переводчика

  • Рассеяние Рамана — Эффект Рамана (комбинационное рассеяние света) неупругое рассеяние оптического излучения на молекулах вещества (твёрдого, жидкого или газообразного), сопровождающееся заметным изменением его частоты. В отличие от рэлеевского рассеяния, в случае… …   Википедия

Книги



Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»