Большая советсткая энциклопедия Мутные среды

Мутные среды

Мутные среды, среды, в которых значительна интенсивность рассеяния 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 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 М. с. t (t £ 0,1). С увеличением t 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.