Таким образом, уравнение Рэлея предсказывает резкое возрастание интенсивности светорассеяния с уменьшением длины волны падающего света и с увеличением размера частиц дисперсной фазы (разумеется, лишь в области применимости уравнения Рэлея в соответствии с первым из перечисленных выше условий).

Чтобы понять природу такой резкой зависимости интенсивности рассеянного света от длины волны и размеров частиц, качественно рассмотрим предпосылки, лежащие в основе вывода уравнения Рэлея. Напомним, что поляризованная световая волна может быть описана изменением во времени вектора электрической напряженности:

где E0 — амплитудное значение; с — скорость света; X — длина световой волны; плоскостью поляризации называют плоскость, в которой происходят колебания вектора электрической напряженности. Интенсивность /световой волны, т. е. энергия, переносимая волной через единицу нормальной к ней площади за секунду, пропорциональна Е\.

Под действием переменного вектора электрической напряженности падающей поляризованной волны в частице дисперсной фазы возникает избыточный (неском-пенсированный) по сравнению с дисперсионной средой дипольный момент \i(f) ~ E(I) (рис. V-4). Этот некомпенсированный осциллирующий диполь и является источником рассеянного света. При выполнении первых двух из названных выше условий рэ-леевского рассеяния света дипольный момент пропорционален объему частицы и параллелен вектору Е, так что ~ E(J) V.

Из электродинамики известно, что излучение осциллирующего диполя обладает цилиндрической симметрией относительно его оси, причем интенсивность излучаемой волны пропорциональна квадрату синуса угла <р между осью диполя и направлением распространения волны, квадрату второй производной дипольного момента по времени (d2\i /dt*)2 ~ V2(d2E(f)/dt)2 и обратно пропорциональна квадрату расстояния R от диполя; двойное дифференцирование E(J) с последующим возведением в квадрат приводит к появлению в уравнении Рэлея четвертой степени длины волны падающего света. При малой концентрации частиц свет, рассеянный разными частицами, не интерферирует, поэтому интенсивность рассеянного света пропорциональна концентрации частиц.

Общий световой поток Я, рассеянный единицей объема системы во всех направлениях, или энергия, рассеиваемая единицей объема дисперсной системы за единицу времени, определяется интегрированием уравнения Рэлея (V.15) по сфере:

я

О

Copyright © 2007-2012 Zomber.Ru

Использование материалов сайта возможно при условии указания активной ссылки
Решить химию