«Мутные среды»

среды, в которых значительна интенсивность рассеяния света (См. Рассеяние света) на содержащихся или возникающих в них нерегулярных (хаотически расположенных) оптических неоднородностях. Рассеяние в М. с. приводит к изменению первоначального направления облучающего их света. Нарушение оптической однородности среды выражается в неодинаковости по её объёму преломления показателя (См. Преломления показатель) n. Часто оптическими неоднородностями в М. с. являются дефекты структуры вещества или включения одного вещества в другое, с иным n (туманы, дымы, суспензии, эмульсии, коллоидные растворы, молочные стёкла и пр.). В др. случаях М. с. могут быть чистые вещества — при хаотическом тепловом движении частиц в большом числе микрообъёмов среды плотность, концентрация (в растворах) и Оптическая анизотропия, обусловленная преимущественной ориентацией молекул, претерпевают кратковременные отклонения от средних значений (Флуктуации), в результате чего в этих микрообъёмах меняется n (например, так называемая критическая опалесценция).

Световая волна, падающая на М. с., может до выхода за пределы среды последовательно рассеяться на нескольких оптических неоднородностях. Число таких последовательных рассеяний называется кратностью рассеяния. В общем случае «свечение» М. с. состоит из волн различной кратности рассеяния. Однократное рассеяние наблюдается лишь при малости оптической толщины (См. Оптическая толщина) М. с. τ (τ ≤ 0,1). С увеличением τ кратность рассеяния растет (возрастает вероятность облучения каждой из оптических неоднородностей светом, уже рассеянным др. неоднородностями). К М. с., в которых свет рассеивается однократно (или примесь многократно рассеянного света мала), относятся, например, чистая вода в слоях небольшой толщины (до нескольких десятков м) и т. д. Примером М. с. с преимущественно многократным рассеянием (называемыми сильномутными) могут служить, например, плотные облака и туманы. Оптические свойства этих двух классов М. с. существенно различны. Для первых они определяются относительным показателем преломления и размером оптических неоднородностей (более точно — отношением размера к длине волны рассеиваемого излучения), их формой и числом в единице объёма. Рассеяние света в сильномутной среде обусловлено, помимо её структуры, и такими «внешними» факторами, как протяжённость, форма и характер границы всей среды в целом. Проблема рассеяния света в сильномутных средах (с большой оптической толщиной) решается в теории переноса излучения (см. также Лучистое равновесие в атмосфере звезды, Прозрачность атмосферы).

Лит.: Ландсберг Г. С., Оптика, 4 изд., М., 1957 (Общий курс физики, т. 3); Шифрин К. С., Рассеяние света в мутной среде, М. — Л., 1951; Ван де Хулст Г., Рассеяние света малыми частицами, пер. с англ., М., 1961.

Н. А. Войшвилло.

МУТНЫЕ СРЕДЫ

среды с оптич. неоднородностями, на к-рых происходит рассеяние света. Оптич. неоднородности могут быть связаны с включением одного в-ва в другое (облака, туманы, дымы, эмульсии) и с флуктуациями плотности и анизотропии вследствие теплового движения (см. РАССЕЯНИЕ СВЕТА). Это приводит к образованию микрообластей с показателем преломления, отличным от показателя преломления окружающей среды (напр., опалесценция критическая). В общем случае излучение, рассеянное М. с., состоит из лучей с разл. кратностью рассеяния. Однократное рассеяние света наблюдается при малой оптической толщине т. С увеличением т кратность рассеяния растёт, поскольку растёт вероятность облучения каждой из оптич. неоднородностей светом, рассеянным др. неоднородностями. Закономерности однократного и многократного светорассеяния существенно различны. Оптич. хар-ки М. с. с однократным рассеянием определяются размером оптич. неоднородностей (точнее, отношением размера к длине волны рассеиваемого излучения l), их относит. показателем преломления, формой и числом в ед. объёма. Многократное рассеяние света в М. с. обусловлено помимо их структуры и такими факторами, как протяжённость, форма и границы всей среды в целом. Закономерности многократного рассеяния света сложны и меняются в зависимости от оптич. толщины. Полная хар-ка многократно рассеянного света даётся решением ур-ния переноса излучения.