Большая Советская Энциклопедия (РА) - БСЭ БСЭ

  Если фаза рассеянной волны однозначно определяется фазой падающей волны, Р. с. называется когерентным, в противном случае — некогерентным. По исторической традиции Р. с. отдельной молекулой (атомом) часто называется когерентным, если оно рэлеевское, и некогерентным, если оно неупруго. Такое деление условно: рэлеевское Р. с. может являться некогерентным процессом так же, как и комбинационное. Строгое решение вопроса о когерентности при Р. с. тесно связано с понятием квантовой когерентности и статистикой излучения. Резкое различие в пространственном распределении когерентно и некогерентно рассеянного света обусловлено тем, что при некогерентном Р. с. вследствие нерегулярного, случайного распределения неоднородностей в среде фазы вторичных волн случайны по отношению друг к другу; поэтому при интерференции не происходит полного взаимного гашения волн, распространяющихся в произвольном направлении.

  Впервые на Р. с. тепловыми флуктуациями (его называют молекулярным Р. с.) указал М. Смолуховский в 1908. Он развил теорию молекулярного Р. с. разреженными газами, в которых положение каждой отдельной частицы можно с хорошей степенью точности считать не зависящим от положений др. частиц, что и является причиной случайности фаз волн, рассеянных каждой частицей. Взаимодействием частиц между собой в ряде случаев можно пренебречь. Это позволяет считать, что интенсивность света, некогерентно рассеянного коллективом частиц, есть простая сумма интенсивностей света, рассеянного отдельными частицами. Суммарная интенсивность пропорциональна плотности газа. В оптических тонких средах (см. Оптическая толщина) Р. с. сохраняет многие черты, свойственные Р. с. отдельными молекулами (атомами). [В оптически плотных средах чрезвычайно существенным становится многократное рассеяние (переизлучение)]. Так, в атмосфере Земли сечение рассеяния солнечного света на флуктуациях плотности характеризуется той же зависимостью s ~ l—4, что и нерезонансное Р. с. отдельными частицами. Этим объясняется голубой цвет неба: высокочастотную (голубую) составляющую спектра лучей Солнца атмосфера рассеивает гораздо сильнее, чем низкочастотную (красную). Весьма сложна картина Р. с. при резонансной флуоресценции, когда в объёме l3 находится большое число частиц. В этих условиях коллективные эффекты становятся определяющими; Р. с. может происходить по необычному для газа типу, например приобретая характер металлического отражения от поверхности газа. Полная теория резонансной флуоресценции не разработана.

  Молекулярное Р. с. чистыми, без примесей, твёрдыми и жидкими средами отличается от нерезонансного Р. с. газами вследствие коллективного характера флуктуаций показателя преломления (обусловленных флуктуациями плотности и температуры среды при наличии достаточно сильного взаимодействия частиц друг с другом). Теорию упругого Р. с. жидкостями развил в 1910, исходя из идей Смолуховского, А. Эйнштейн. Эта теория основывалась на предположении, что размеры оптических неоднородностей в среде малы по сравнению с длиной волны света. Вблизи критических точек (см. Критическое состояние) фазовых переходов интенсивность флуктуаций значительно возрастает и размеры областей неоднородностей становятся сравнимы с длиной волны света, что приводит к резкому усилению Р. с. средой — опалесценции критической, осложнённой явлением переизлучения.

  В растворах дополнительной причиной Р. с. являются флуктуации концентрации; на поверхности раздела двух несмешивающихся жидкостей — флуктуации этой поверхности (Л. И. Мандельштам, 1913). Вблизи критических точек (точки осаждения в 1-м случае, точки расслоения — во 2-м) возникают явления, родственные критические опалесценции.

  Движение областей неоднородностей среды приводит к появлению в спектрах Р. с. смещенных по частоте линий. Типичным примером может служить Р. с. на упругих волнах плотности (гиперзвуке), подробно описанное в ст. Мандельштама — Бриллюэна рассеяние.

  Всё сказанное выше относилось к Р. с. сравнительно малой интенсивности. В 60—70-е гг. 20 в. после создания сверхмощных источников оптического излучения узкого спектрального состава (лазеров) стало возможным изучение рассеяния чрезвычайно сильных световых потоков, которому оказались свойственны характерные отличия. Так, например, при резонансном рассеянии сильного монохроматического света на отдельном атоме вместо рэлеевских линий появляются дублеты (в данном случае свет рассеивается атомом, состояние которого уже изменено действием сильного электромагнитного поля). Др. особенность рассеяния сильного света заключается в интенсивном характере т. н. вынужденных процессов в веществе, резко меняющих характеристики Р. с. Подробно об этом см. в ст. Вынужденное рассеяние света и Нелинейная оптика.

  Явление Р. с. чрезвычайно широко используется при самых разнообразных исследованиях в физике, химии, в различных областях техники. Спектры Р. с. позволяют определять молекулярные и атомные характеристики веществ, их упругие, релаксационные и др. постоянные. В ряде случаев эти спектры являются единственным источником информации о запрещенных переходах (см. Запрещенные линии) в молекулах. На Р. с. основаны многие методы определения размеров, а иногда и формы мелких частиц, что особенно важно, например, при измерении видимости атмосферной и при исследовании полимерных растворов (см. Нефелометрия, Турбидиметрия). Процессы вынужденного Р. с. лежат в основе т. н. активной спектроскопии и широко используются в лазерах с перестраиваемой частотой.

  Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Волькештейн М. В., Молекулярная оптика, М. — Л., 1951; Хюлст Г., Рассеяние света малыми частицами, пер. с англ., М., 1961; Фабелинский И. Л., Молекулярное рассеяние света, М., 1965; Пантел Р., Путхов Г., Основы квантовой электроники, пер. с англ., М., 1972.

  С. Г. Пржибельский.

Рассеяния коэффициент

Рассе'яния коэффицие'нт в оптике, безразмерное отношение потока излучения, рассеиваемого данным телом, к падающему на него потоку излучения. См. также Рассеяние света.

Рассеяния показатель

Рассе'яния показа'тель среды в оптике, величина, обратная расстоянию, на котором поток излучения в виде параллельного пучка лучей ослабляется за счёт рассеяния света в среде в 10 (десятичный Р. п.) или е (натуральный Р. п.) раз. В общем случае Р. п. существенно зависит от длины волны l (частоты n) рассеиваемого оптического излучения. Его значение для предельного случая единственной n называется монохроматическим Р. п.

Рассеянные звёздные скопления

Рассе'янные звёздные скопле'ния, см. Звёздные скопления.

Рассеянные элементы

Рассе'янные элеме'нты, группа химических элементов (Rb, Cd, Cs, Sc, Ga, In, Tl, Ge, Hf, V, Se, Te, Re), встречающихся в природе главным образом в виде примеси в различных минералах и извлекаемых попутно из руд др. металлов или полезных ископаемых (углей, солей, фосфоритов и пр.). Различают следующие формы вхождения Р. э. в др. минералы: изоморфное замещение «ведущего» элемента (например, гафний в циркониевых минералах); микроминералы, обнаруживаемые только с помощью микрозондирования (например, теллуриды в пирите); сорбированная примесь, поглощённая поверхностью «землистых» (аморфных) минералов (например, ванадий в монтмориллоните, селен в лимоните); образование металлоорганических соединений (например, в углях); расположение Р. э. в дефектах кристаллических решёток (см. Дефекты в кристаллах). Р. э., даже при относительно высоком содержании в земной коре, самостоятельных минералов, как правило, не образуют. Только в определённых случаях Р. э. (Sc, Tl, Ge, V, Se, Te и Cd) могут образовывать свои собственные минералы. Их рассеяние среди др. элементов или возникновение собственных минералов определяется прежде всего соотношением в природных процессах концентраций Р. э. и их широко распространённых геохимических аналогов. Так, например, кадмий, являющийся геохимическим аналогом цинка, в глубинных зонах всегда рассеивается в цинковых минералах, из которых он и извлекается, но в зоне окисления происходит разделение Cd и Zn, последний выносится, а Cd накапливается в форме своих собственных соединений. См. также Рассеянных элементов руды.

  Лит.: Геохимия редких элементов в изверженных горных породах. [Сб. ст.], М., 1964; Иванов В. В., Геохимия рассеянных элементов, Ga, Ge, Gd, In, Tl в гидротермальных месторождениях, М., 1966.