Индикатрисы рассеяния

Рассмотрим вторую характеристику рассеянного света - угловое распределение яркости рассеянного света при молекулярном и аэрозольном рассеянии.

Зависимость яркости рассеянного света от угла рассеяния принято изображать в виде полярной диаграммы, называемой индикатрисой рассеяния (рис. 2.2). Рассеивающая частица на рисунке помещена в центре полярной диаграммы. Свет падает на частицу слева направо. Углы рассеяния 0 отсчитываются от 0 до 360° против часовой стрелки. Длина радиуса-вектора от центра диаграммы до любой точки на индикатрисе рассеяния (внешней кривой) показывает в относительных единицах интенсивность света, рассеянного под этим углом. Поворачивая радиус-вектор вокруг точки О от 0 до 360°, мы получим представление о том, как изменяется яркость рассеянного света с изменением угла рассеяния.

Рис. 2.2. Индикатрисы рассеяния: а - при молекулярном рассеянии; б - для частиц диаметром, равным ¹/₃λ; в - для частиц диаметром λ; г - для частиц диаметром 3λ; д - для частиц диаметром 40λ; е, ж - с дополнительными максимумами (по О. Д. Бартеневой)

При молекулярном рассеянии (рис. 2.2 а) интенсивность света, рассеянного вперед и назад (углы 0 и 180° соответственно), в два раза больше, чем в направлениях, перпендикулярных падению света, т. е. под углами 90 и 270°. В остальных направлениях интенсивность рассеянного света находится между этими двумя значениями.

Совсем иначе распределяется рассеянный свет вокруг крупной частицы. Прежде всего, теряется симметрия интенсивности рассеянного света, посылаемого вперед и назад. По мере укрупнения частицы основное количество рассеянного света направляется узким "языком" вперед в направлении падения света, т. е. сконцентрировано в области малых углов рассеяния, близких к направлению 0°. Назад (под углом 180°) рассеянный свет почти совсем не направляется (рис. 2.2 б, в, г, д). На еще более крупных частицах помимо основного максимума появляются дополнительные в виде выступов или "лепестков" под различными углами рассеяния (рис. 2.2 е, ж).