Оптика неоднорідних середовищ - фізична енциклопедія

ОПТИКА НЕОДНОРІДНИХ СРЕД - розділ фіз. оптики, в к-ром вивчаються явища, які супроводжують поширення оптичного випромінювання оптично неоднорідних середовищах, показник заломлення п яких брало не постійний, а залежить від координат. Характер явищ і методи їх дослідження істотно залежать від характеру зміни п і масштабу неоднорідностей в порівнянні з довжиною хвилі світла Оптична. неоднородностями є поверхні або об'єми усередині середовища, на (в) яких брало змінюється п. Незалежно від фіз. природи неоднорідності вона завжди відхиляє світло від його первонач. напрямку. На поверхнях, які поділяють середовища з різними п. Відбуваються віддзеркалення світла і заломлення світла .У середовищі з безперервно змінюється п. Коли відносить, зміна п на відстанях, порівнянних з дуже мало (т. Н. Градієнтів середа), світловий промінь, що задається величиною gradS = ndr / dS в кожній точці хвильової поверхні S (x, y, z), змінює напрямок в залежності від неоднорідностей простору, що призводить до його викривлення (рефракції).
Кривизна променя при цьому і промінь загинається в область з великим показником п. Цим, зокрема, пояснюється явище міражу (в пустелі поверхню землі дуже нагріта, а показник заломлення повітря залежить від його щільності). Промені поширюються з простору предметів в простір зображень за кількома разл. шляхах. Промені, що поширюються під великим кутом до горизонту, проходять більший геом. шлях, однак частина шляху вони проходять в області з меншим п. тому при правильно обраному п можна зрівняти оптичну довжину шляху і досягти умови фокусування променів. У градиентной оптич. середовищі ур-ня ейконалу, рішення к-якого дозволяє визначити геом. хвильові поверхні S (x, у, z) і ортогональні до цих поверхонь промені r (х, y. z). має вигляд (gradS) 2 = n 2 (x, y, z).
З цього ур-ня виходить співвідношення для траєкторії світлового променя:

(Релея закон). Для частинок, розміри яких брало багато більше параметр р близький до нуля і розсіювання визначається геом. ефектами заломлення світла на поверхнях розділу обсягів. В цьому випадку I не залежить отчто і спостерігається при розсіянні світла в туманах і хмарах - вони мають білий колір. На вивченні розсіювання світла неоднородностями в газах, рідинах і твердих тілах засновані методи нефелометрії і ультрамікроскопії (див. Ультрамікроскопа), що дозволяють визначати концентрацію неоднорідностей і вивчати їх природу (а в нефелометрії - і їх розміри).
Особливий розділ О. н. с. становить оптика тонких шарів.

І. А. Діденко, Л. Н. Капорскій.