Предисловие............................ 8
Принятые обозначения......................11
Введение.............................15
Глава I. Теория молекулярного рассеяния света в конденсированных
изотропных средах и газах..................29
§ 1. Термодинамическая теория..................29
Расчет интенсивности рассеянного света по Эйнштейну (32). Расчет интенсивности света, рассеянного на пространственно независимых флуктуациях (35). Чистые жидкости (38). Коэффициент рассеяния, коэффициент экстинкции и поперечное сечение рассеяния (45). Растворы (47). Учет интенсивности света, рассеянного на флуктуациях анизотропии (49).
§ 2. Критическая опалесценция и рассеяние света при фазовых переходах
второго рода.........................54
Критическая опалесценция (54). Рассеяние света при фазовых переходах второго рода (60).
§ 3. Молекулярное рассеяние света на поверхности раздела двух сред 63
§ 4. Расчет интенсивности и коэффициента деполяризации света, рассеянного в газах и парах...................69
Коэффициент деполяризации (70). Связь между постоянной Керра и коэффициентом деполяризации в газах (75)'!
Глава II. Некоторые теоретические исследования спектральноге
состава света молекулярного рассеяния.............82
§ 5. Спектральный состав света, рассеянного на флуктуациях плотности
в жидкостях и газах.....................82
Спектральный состав света, рассеянного на изобарических флуктуациях плотности и на флуктуациях концентрации (91). Отношение интенсивностей компонент тонкой структуры*(94).
*; 6. Релаксационная теория спектрального состава света, рассеянного
в жидкостях.........................98
Основные предположения и исходные уравнения теории (99). Распределение интенсивности в спектре рассеянного света (103). Учет инерционных членов в уравнении реакции (110).
§ 7. Нетермодинамическая теория рассеяния света в жидкостях . . 11.1 Элементарный нетермодинамический расчет интенсивности света, рассеянного на адиабатических флуктуациях плотности (111). Корреляционная теория рассеяния света в изотропной
среде (115). Изотропное (поляризованное) рассеяние света (119). Анизотропное (деполяризованное) рассеяние света (122).
§ 8, Расчет спектрального распределения интенсивности деполяризованного рассеянного света на основании упрощенной молекулярной модели...........................126
Модуляция рассеянного света вследствие поворотной диффузии анизотропных молекул (127). Модуляция рассеянного света вследствие вибрации анизотропных молекул (130).
§ б. Теория рассеяния света в кристаллах.............132
Общий расчет интенсивности, поляризации и частот света, рассеянного в кристаллах (132). Рассеяние света в кубических кристаллах (138). Молекулярное рассеяние света в изотропном твердом теле (144).
Глава III. Аппаратура и методы измерения основных характеристик
рассеянного света и вспомогательных параметров........146
§ 10. Сосуды для рассеивающего вещества и установки для измерения коэффициента деполяризации в спектрально неразложенном рассеянном свете........................147
Приготовление и выбор оптически чистой рассеивающей среды (149). Измерение коэффициента деполяризации рассеянного света (150). Некоторые возможные погрешности при измерении коэффициента деполяризации рассеянного света: 1. Погрешность, вызванная конечной апертурой пучков возбуждающего и рассеянного света (156). 2. Погрешность вследствие неточной установки поляризатора (157). 3. Погрешности, вызванные паразитным светом (157). 4. Погрешности вследствие неточного знания состояния поляризации возбуждающего света (158). 5. Погрешность, вызванная комбинационным рассеянием света (159). 6. Погрешности, вызванные флуоресценцией (159). 7. Погрешности, вызванные двойным лучепреломлением входного и выходного окон сосуда (160). 8. Некоторые другие источники ошибок (160).
§ 11. Измерение относительной и абсолютной интенсивностей рассеянного света.........................161
Относительные измерения интенсивности рассеянного света в твердом теле (161). Установки для относительных измерений интенсивности света, рассеянного объемом жидкости и поверхностью раздела двух жидкостей (162). Установка для измерения углового распределения интенсивности рассеянного света (165). Измерение абсолютной интенсивности рассеянного света: 1. Принцип метода (168). 2. Установка для измерения абсолютной интенсивности рассеянного света (170). 3. Поправки к измеряемой величине (172).
§ 12. Методы спектрального исследования света молекулярного рассеяния 174 Установки и методы изучения крыла линии Релея (175). Установки и методы исследования тонкой структуры линии рассеянного света (181). Устройства для температурных опытов и осветители (186). Источники света (194). Обработка результатов спектральных измерений (195). Определение отношения интегральных и максимальных интенсивностей в компонентах тонкой структуры (197).
§ 13. Измерение некоторых вспомогательных параметров, необходимых
для вычисления интенсивности молекулярного рассеяния света 202
Динамический метод определения (р •=-) по дифракции
света на ультразвуке (203). Устранение косых звуковых пучков и контроль однородности акустического поля (206).
Динамический метод определения (р ~) на низкой зву-
®Р s
ковой частоте (211). Измерение адиабатической сжимаемости (213). Измерение температурной зависимости показателя преломления и зависимость показателя преломления от концентрации (218).
Глава IV. Молекулярное рассеяние света в газах........220
§ 14. Результаты измерения абсолютной и относительной интенсивности
света, рассеянного в газах..................220
§ 15. Результаты измерения коэффициента деполяризации и постоянной
Керра в газах и парах................... 224
§ 16. Селективное рассеяние света в парах ртути ......... 228
§ 17. Тонкая структура и ширина линии релеевского рассеяния света в
газах............................233
Глава V. Молекулярное рассеяние света в жидкостях......242
§ 18. Результаты измерения абсолютной и относительной интенсивности
рассеянного света в жидкостях...............242
Абсолютные измерения (242). Обсуждение общей формулы и сопоставление расчетных и измеренных величин (243). Относительные измерения интенсивности (252).
§ 19. Деполяризация света, рассеянного в жидкостях .......254
§ 20. Экспериментальное исследование рассеяния света на поверхности
раздела двух сред.....................268
Интенсивность и поляризация света, рассеянного на поверхности раздела двух сред (268). Зависимость интенсивности света, рассеянного поверхностью раздела двух жидкостей, от длины волны возбуждающего света (273). ж .„„ , .•%
§ 21. Применение метода светорассеяния для исследования растворов
полимеров, белков и электролитов..............274
Общие замечания (274). Методы обработки экспериментальных данных (279). Некоторые результаты применения метода светорассеяния к исследованию молекул белков и полимеров (282).
Глава VI. Исследование тонкой структуры линии рассеянного света в жидкостях с большой объемной вязкостью и малой сдвиговой вязкостью............................285
§ 22. Тонкая структура линии рассеяния, классическая и релаксационные
теории распространения звука в маловязких жидкостях . . . 285
§ 23. Дисперсия скорости звука в жидкостях...........289
Предварительные замечания о ранних исследованиях дисперсии скорости звука (289). Оценка возможной отрицательной дисперсии скорости звука (291). Продолжение поисков дисперсии скорости звука по тонкой структуре (293). Оценка возможной положительной дисперсии скорости звука вследствие
релаксации г\' (294). Измерение скорости гиперзвука по компонентам Мандельштама — Бриллюэна и дисперсия скорости звука (295).
§ 24. Обсуждение результатов измерения дисперсии скорости звука в
жидкостях с большой объемной вязкостью..........299
Некоторые суммарные характеристики распространения гиперзвука (299). Дисперсия скорости и поглощение звука и молекулярная теория распространения звука (304).
§ 25. Экспериментальные исследования поляризации, ширины и интенсивности компонент тонкой структуры линии Релея . . . .311 Поляризация компонент тонкой структуры (311). Ширина компонент тонкой структуры линии Релея (314). Соотношение интенсивностей в компонентах тонкой структуры (318).
Глава VII. Рассеяние света в жидкостях с большой сдвиговой вязкостью и в стеклах ......................325
§ 26. Интенсивность и деполяризация света, рассеянного в силикатных
стеклах и вязких жидкостях................325
Рассеяние света в силикатных стеклах (325). Интенсивность и деполяризация света, рассеянного при переходе от жидкости к стеклу (327).
§ 27. Тонкая структура линии рассеянного света в стеклах и жидкостях
с большой вязкостью....................336
Некоторые соотношения, вытекающие из релаксационной теории распространения звука в вязких средах (336). Экспериментальное наблюдение тонкой структуры линии Релея в стеклах и жидкостях с большой вязкостью (339).
Глава VIII. Исследование спектрального состава деполяризованного рассеяния света (крыло линии Релея) в жидкостях при различной вязкости............................350
§ 28. Крыло линии Релея в маловязких жидкостях при комнатной температуре ...........................350
Замечания о природе крыла (350). Определение времени релаксации анизотропии (353). Наложение крыла линии Релея на область компонент тонкой структуры (357).
§ 29. Температурные исследования крыла линии Релея и релаксация вязкости ............................360
§ 30. Время релаксации анизотропии и время инерции эффекта Керра.
Новый метод определения релаксации анизотропии .... 368 Сопоставление времени релаксации анизотропии, найденного из рассеяния света и из инерции эффекта Керра (368). Новый метод определения времени релаксации анизотропии (371).
Глава IX. Молекулярное рассеяние света в кристаллах.....376
§ 31. Измерение абсолютной и относительной интенсивности, поляризации и частот компонент Мандельштама—Бриллюэна в кристаллах 376 Расчет интенсивности, поляризации и частот компонент Мандельштама— Бриллюэна для каменной соли (377). Расчет интенсивности, поляризации и частот компонент Мандельштама — Бриллюэна для кварца (381). Абсолютная и относительная интенсивность (389). Анизотропия молекулярного рассеяния света (392). Поляризация рассеянного света (392). Несо-
вершенства кристаллической структуры (393). Исследование тонкой структуры линии Релея в кристаллах (394). § 32. Молекулярное рассеяние света в кристалле кварца при фазовом
превращении второго рода .................397
§ 33. Рассеяние света в неравномерно нагретом теле и затухание гиперакустических волн .................401
§ 34. Вынужденное рассеяние Мандельштама—Бриллюэна.....411
Наблюдение вынужденного рассеяния Мандельштама— Бриллюэна и егоосновныеэкспериментальные характеристики (411). Элементы приближенной классической теории вынужденного рассеяния света Мандельштама — Бриллюэна (416). Вынужденное рассеяние Мандельштама—Бриллюэна вблизи порогового значения интенсивности возбуждающего света (423). Большие интенсивности компонент Мандельштама—Бриллюэна в вынужденном рассеянии света (428).
Приложение I..........................435
Нахождение флуктуации некоторых термодинамических величин . 435
Приложение II.........................440
Важнейшие характеристики интерферометра Фабри—Перо, условия его работы и некоторые приемы расшифровки интерференционных спектров ;....................... 440
Основные характеристики интерферометра (440). Влияние, температуры и давления на разрешающую силу интерферометра Фабри— Перо (446). Расшифровка интерференционных спектров (448).
Приложение III..........................454
Литература............................477
Именной указатель......................... . 504
Предметный указатель........................509
ПРЕДИСЛОВИЕ
Молекулярное рассеяние света разрослось в обширную часть молекулярной оптики. За последние два десятилетия эта область увеличилась по объему сведений в несколько раз и достигла новых существенных успехов.
Экспериментальные и теоретические исследования молекулярного рассеяния света установили тесную связь между ним и молекулярной акустикой, различными разделами молекулярной физики, физикой аморфного и кристаллического состояний вещества.
Установление тесной связи между рассеянием света и упругими тепловыми волнами в среде привело к созданию релаксационной теории распространения звука в жидкостях и обнаружению значительной дисперсии скорости звука в маловязких и вязких жидкостях и к ряду других существенных результатов.
Исследование температурной зависимости молекулярного рассеяния света в кристалле кварца позволило обнаружить явление, напоминающее критическую опалесценцию и хорошо описываемое теорией рассеяния света при фазовых переходах второго рода.
Исследование молекулярного рассеяния в парах и газах играло и продолжает играть существенную роль при расшифровке строения молекул и дает вместе с изучением эффекта Керра и молекулярной рефракции количественные данные для нахождения главных поляризуемостей молекул.
Молекулярное рассеяние света является одним из наиболее эффективных методов изучения кинетики различных флуктуации и межмолекулярного взаимодействия и многократно с успехом применялось для этой цели.
Применение методов молекулярного рассеяния света к изучению растворов полимеров, белков и электролитов позволило и в этой области дать ценные сведения о молекулярном весе макромолекул, их размерах и форме.
За более чем шестидесятилетнюю историю исследования молекулярного рассеяния света накоплен огромный фактический
материал, необходимый для развития современных представлений о различных агрегатных состояниях вещества.
В этой развивающейся области молекулярной оптики не только решен ряд фундаментальных проблем, но, что также важно, сформулировано много серьезных задач, еще ожидающих решения.
Большие обзоры, посвященные молекулярному рассеянию света, сводятся к книге Кабанна (1929 г.), части книги Бхаго-вантама (1942 г.), нескольким статьям Стюарта (1938—1952гг.). Ни одна из них не переводилась на русский язык.
Еще в 1956 г. вместе с Г. С. Ландсбергом мы задумали написать книгу по молекулярному рассеянию света. К этому времени в нашей лаборатории накопился значительный материал, касающийся главным образом спектрального исследования релеевского рассеяния света и требовавший подробной дискуссии. Но мы только начали обсуждение написанного мной плана будущей книги.
Болезнь и кончина Г. С. Ландсберга в феврале 1957 г. разрушила наш замысел написать книгу вместе. Монографию пришлось писать мне, опираясь на помощь моих друзей. В этой монографии излагаются исследования, выполненные главным образом в оптических лабораториях, руководимых Г. С. Ландсбергом, и особенно те из них, в которых принимал участие автор. Однако автор стремился к тому, чтобы читатель получил представление о современном состоянии вопроса о молекулярном рассеянии света вообще и располагал основными фактическими данными. С этой целью в монографию включены параграфы, посвященные изложению теории и некоторых результатов исследования молекулярного рассеяния света в газах и парах, в растворах полимеров и белков и некоторые другие вопросы. В основном тексте книги и в Приложении III приводятся обширные таблицы и многочисленные графики.
При этом книга не претендует на полноту изложения даже тех вопросов, которые в ней обсуждаются.
В ряде случаев, когда вопрос рассматривается только вскользь, даются ссылки на литературу, в которой вопрос обсуждается: подробно.
Библиография, приложенная к книге, также не исчерпывающая.
Первые две главы монографии содержат общую теорию рассеяния света в изотропных средах и кристаллах.
Выводы общей теории, а также целый ряд расчетов, невключенных в первые две главы монографии, привлекаются к обсуждению разных вопросов в других разделах книги.
В тексте книги таблицы пронумерованы арабскими цифрами, в Приложении III — римскими.
Цена: 200руб.
