Молекулярне розсіювання

Однорідна речовина не повинна розсіювати світло. Але завдяки флуктуаціям густини навіть найчистіша речовини розсіює світло (Л.І.Мандельштам і М.Смолуховський), тому що флуктуації густини зумовлені молекулярно – кінетичною природою будови речовини, то розсіювання від флуктуацій називається молекулярним. Таке розсіювання існує в газах, рідинах та твердих тілах. Воно дуже мале: ~10^-6 – 10^-7 частини від енергії первинного пучка в одиниці об’єму. Інтенсивність молекулярного розсіювання зростає з температурою, тому що посилюються флуктуації густини. За цією ознакою молекулярне розсіювання може бути відмінним від інших, які не залежать від температури. Молекулярним розсіюванням пояснюється блакитний колір неба. Неперервно виникаючи в атмосфері завдяки хаотичному молекулярному руху, місця згущення і розрідження повітря розсіюють сонячне світло.

За законом Релея, блакитні й сині промені розсіюються сильніше, аніж жовті й червоні. Світло, розсіяне небосхилом, частково поляризоване. Особливо сприятливі умови для виникнення значних флуктуацій густини мають місце поблизу критичного стану речовини. У розчинах при критичній температурі змішування рідин має місце інтенсивне розсіювання (флуктуації концентрації призводять до розсіювання). Критичною температурою змішування називають температуру, при якій дві рідини, які знаходяться в деякій пропорції, утворюють однорідну суміш. Як було з’ясовано Л.І.Мандельштамом, розсіювання світла має місце і на поверхні рідини. Завдяки тепловому руху поверхня в рідині не являє собою ідеального дзеркала і має деяку матовість. Особливо сильне розсіювання від межі двох рідин із близькими коефіцієнтами поверхневого натягу. Вивчення розсіяного світла відіграє велику роль при вивченні властивостей колоїдних частинок, зважених у будь-якій речовині. Наявність розсіяного світла вказує на присутність колоїдних частинок. За Релеєм І ~ (V – об’єм розсіюючих частинок), можна судити за кольором і інтенсивністю про розміри частинок. Цей закон не справедливий щодо колоїдних частинок металів, які не тільки розсіюють, але й селективно поглинають світло. Колоїдний розчин Ag, залежно від розмірів частинок на просвіт червоний або зелений. Розсіювання можливе і від вкраплення в середину прозорої речовини колоїдних частинок. Наявність у склі колоїдних частинок золота надає йому фіолетово-червоне (рубінове) забарвлення.