Yorug'likning tarqalishi, yutilishi va tarqalishi

Yorug'lik tarqalishi
Yorug'likning tarqalishi-bu yorug'likning tarqalish yo'nalishining o'zgarishi bilan birga keladigan va moddaning o'ziga xos bo'lmagan porlashi sifatida namoyon bo'ladigan yorug'likning moddaga aylanishi jarayoni. Noto'g'ri porlash, tushayotgan yorug'lik ta'sirida tarqaladigan muhitning elektronlari, atomlari, molekulalari yoki ionlaridagi majburiy tebranishlar tufayli yuzaga keladi. L. I. Mandelstam tomonidan 1907 yilda tarqalish faqat optik jihatdan bir xil bo'lmagan muhitda sodir bo'lishi mumkinligi ko'rsatilgan, uning sinishi indeksi muntazam ravishda nuqtadan nuqtaga o'zgarib turadi. Bunday muhitlarga bulutli muhitlar misol bo'la oladi:
1) tutun-eng kichik qattiq zarrachalarning gazlaridagi suspenziyalar;
2) tuman-suyuqlikning eng kichik tomchilari gazlaridagi suspenziyalar;
3) suyuqlikda suzuvchi qattiq zarralar tomonidan hosil bo'lgan suspenziyalar yoki suspenziyalar;
4) emulsiyalar, ya'ni. birinchisini eritmaydigan bir suyuqlikni boshqasiga torting (masalan, sut – suvdagi yog ' tomchilarining suspenziyasi);
5) marvarid, opal, sut oqimi va boshqalar kabi qattiq moddalar.
L. I. Mandelstam shuni ko'rsatdiki, optik jihatdan bir xil muhitni hisobga olgan holda, uning bir xil kichik hajmlarini kosmosda sobit bo'lgan kogerent to'lqin manbalari deb hisoblash mumkin. Bunday muhitda yorug'lik tarqalishi yo'q, chunki yorug'likning birlamchi nurlari yo'nalishidan boshqa barcha yo'nalishlar uchun shovqin tufayli ikkilamchi to'lqinlar o'zaro o'chadi.
Optik jihatdan heterojen muhitda vaziyat boshqacha. Agar muhitning heterojenliklari orasidagi masofa yorug'lik to'lqin uzunligidan katta bo'lsa, unda bu heterojenliklar mustaqil ikkilamchi yorug'lik manbalari kabi harakat qilishadi. Ular chiqaradigan to'lqinlar bir-biriga mos kelmaydi va qo'llanilganda ular aralasha olmaydi. Shuning uchun optik jihatdan heterojen muhit yorug'likni barcha yo'nalishlarga tarqatadi.
Heterojenlik o'lchamlari tarqalishi Tyndall hodisasi deb ataladi. Agar bulutli muhit oq yorug'lik nurlari bilan yoritilgan bo'lsa, unda yon tomondan kuzatilganda, ya'ni.tarqoq nurda u mavimsi ko'rinadi. Bulutli muhitning etarlicha qalin qatlamidan o'tgan nurda uzoq to'lqinli yorug'likning ustunligi aniqlanadi, shunda o'tayotgan nurda muhit qizg'ish ko'rinadi.
1899 yilda Relay tarqalish nazariyasini yaratdi, unga ko'ra hamma narsa teng bo'lganda, zarracha tomonidan tarqalgan yorug'likning j intensivligi to'lqin uzunligining to'rtinchi kuchiga teskari proportsionaldir (Rayleighqonuni):
.
Tabiiy yorug'lik tarqalganda, birlamchi nur yo'nalishiga рассеян burchak ostida tarqalgan j интенсивность ning intensivligi ϑ burchagiga :
, bu erda – burchak ostida tarqalgan yorug'likning intensivligi , ya'ni birlamchi nur yo'nalishiga perpendikulyar. Tarqalgan yorug'lik intensivligining turli yo'nalishlarda taqsimlanishini grafik ravishda ko'rsatadigan egri chiziq deyiladi tarqalishko'rsatkichi. Tabiiy yorug'lik uchun tarqalish ko'rsatkichi turi:


A

Birlamchi nur

V V

Yo'nalish

Va kuzatishlar

Agar tarqatuvchi moddaning molekulalari elektr izotrop (qutbsiz molekulalar) bo'lsa, u holda yorug'lik tarqaladi, tushgan nurga perpendikulyar ravishda tarqalgan nur orqali o'tadigan tekislikda to'liq qutblanadi.

Bulutli muhitda heterojenlik hajmi oshgani sayin, yorug'likning tarqalish naqshlari asta-sekin buziladi. tarqalgan yorug'lik intensivligining to'lqin uzunligiga bog'liqligi boshqacha:
(Rayleigh qonunidan chekinish)
Зависимость dan Зависимость ga bog'liqlik murakkab shaklga ega. Bundan tashqari, oldinga tarqalish intensivligi ( ), orqaga qaraganda ko'proq ( ). faqat qisman qutblangan. tarqalgan yorug'likning spektral tarkibi deyarli tushayotgan yorug'likning spektral tarkibiga to'g'ri keladi. Bu, masalan, osmonning oq nurini tushuntiradi.
Yorug'likning tarqalishi hech qanday aralashmalar bo'lmagan toza muhitda ham kuzatiladi. 1908 yilda Smoluxovskiy bunday tarqalish atrof-muhit molekulalarining xaotik termal harakati jarayonida yuzaga keladigan zichlik tebranishlari bilan bog'liq deb taxmin qildi. Shuning uchun yorug'likning bunday tarqalishi yorug'likning molekulyar tarqalishi deb ataladi. A. Eynshteyn Smoluxovskiy g'oyalariga asoslanib, 1910 yilda yorug'likning molekulyar tarqalishi nazariyasini yaratdi. Hisob-kitoblar shuni ko'rsatdiki, normal sharoitda ozmi-ko'pmi sezilarli tebranishlarga mos keladigan atrof-muhit qismlarining o'lchamlari ko'rinadigan yorug'likning to'lqin uzunliklaridan sezilarli darajada kam. Shuning uchun Eynshteyn nazariyasi Rayley nazariyasi bilan bir xil natijalarga olib keldi (tarqalgan yorug'lik intensivligining va λ ga ).
Molekulyar tarqalish osmonning ko'k rangini tushuntiradi. Molekulyar tartibsiz harakatdan kelib chiqadigan havoning qalinlashishi va siyraklashishi joylari quyosh nurini tarqatadi. Rayleigh qonuniga ko'ra, ko'k va ko'k nurlar sariq va qizil ranglarga qaraganda ko'proq tarqalib, osmonning ko'k rangini keltirib chiqaradi. Quyosh ufqdan past bo'lganida, to'g'ridan-to'g'ri undan tarqaladigan nurlar tarqaladigan muhitning katta qalinligidan o'tib, ularni katta to'lqin uzunliklari bilan boyitadi. Shu sababli, tong otganda osmon qizil rangga aylanadi.
Gazlardagi eng muhim zichlik tebranishlari kritik holatda sodir bo'ladi. Bunday holda, kritik opalesans deb ataladigan yorug'likning kuchli tarqalishi kuzatiladiопалесценцией.