49. Явления, наблюдаемые при взаимодействии видимого света с веществом.

Если размер частицы много меньше длины волны света λ, то свет может проходить через среду без изменений своего направления и интенсивности, то есть I=I₀. Такое положение наблюдается в оптически однородной среде. Под оптической однородностью понимают одинаковое значение коэффициента преломления в разных точках среды. Существует только одна оптически однородная среда – вакуум. Все остальные среды оптически неоднородны. В оптически неоднородной среде часть света, проходящего через среду, поглощается. При этом может происходить селективное поглощение некоторых длин волн, тогда наблюдается окраска. Вследствие поглощения интенсивность проходящего пучка ослаблена по сравнению с первичным пучком, то есть I<I₀ . В грубодисперсных системах, для которых выполняется условие a  , существует граница между двумя однородными средами и наблюдаются явления преломления и отражения света. Для коллоидных систем большое значение имеет рассеяние света по Рэлею.

49. Виды Рэлеевского рассеяния света и его условия. Физическая сущность рассеяния света.

Рассеянием называется преобразование светового потока одного направления в световые потоки разных направлений.

Если среда оптически неоднородна, то распространение света в ней сопровождается его рассеянием вследствие различия коэффициента преломления в разных точках. Различие в коэффициентах преломления в разных точках создается как наличием частиц дисперсной фазы, так и разным числом молекул вещества в малом объеме (флуктуациями плотности или концентрации).

В соответствии с этим различают два вида рэлеевского рассеяния: рассеяние мутными средами и молекулярное рассеяние света. Для рэлеевского рассеяния выполняются два условия: длина волны остается постоянной λ = const и поглощение отсутствует. Релеевское рассеяние можно наблюдать невооруженным глазом; для наблюдения молекулярного рассеяния применяют чувствительные фотометры.

При нахождении частицы в поле электромагнитных волн светового излучения происходит поляризация атомов и молекул, то есть вследствие смещения электронов возникают диполи. Переменное электромагнитное поле световой волны вызывает появление переменных диполей атомов и молекул. Эти индуцированные диполи осциллируют и являются источником вторичных световых волн с той же длиной волны. В оптически однородной среде фазы этих волн хаотически распределены по объему, и вторичные волны полностью гасят друг друга вследствие интерференции во всех направлениях, кроме направления первичного пучка. В этом случае свет не рассеивается, а проходит прямолинейно. В оптически неоднородной среде вторичные волны не гасят друг друга во всех направлениях, а наблюдаются рассеянные под различными углами световые потоки. Поскольку идеально однородных сред нет, все вещества рассеивают свет в той или иной степени. Рассеяние света коллоидными системами приводит к мутности, наблюдаемой в виде эффекта Тиндаля. Мутность вещества определяется выражением:

L – толщина образца,  – мутность.