О́ПТИКА НЕОДНОРО́ДНЫХ СРЕД

О́ПТИКА НЕОДНОРО́ДНЫХ СРЕД, раз­дел фи­зич. оп­ти­ки, в ко­то­ром изу­ча­ют­ся яв­ле­ния, со­про­во­ж­даю­щие рас­про­стра­не­ние оп­тич. из­лу­че­ния в оп­ти­че­ски не­од­но­род­ных сре­дах, по­ка­за­тель пре­лом­ле­ния $n$ ко­то­рых раз­ли­чен в раз­ных точ­ках сре­ды. Оп­тич. не­од­но­род­но­стя­ми яв­ля­ют­ся по­верх­но­сти (или объ­ё­мы) внут­ри сре­ды, на (или в) ко­то­рых из­ме­ня­ет­ся $n$. Не­за­ви­си­мо от фи­зич. при­ро­ды не­од­но­род­но­сти она все­гда от­кло­ня­ет свет от его пер­во­на­чаль­но­го на­прав­ле­ния. На по­верх­но­стях, раз­де­ляю­щих ча­сти сре­ды с раз­ны­ми $n$, про­ис­хо­дит от­ра­же­ние или пре­лом­ле­ние све­та, а в сре­де с мик­ро­не­од­но­род­но­стя­ми, по­ка­за­тель пре­лом­ле­ния ко­то­рых от­ли­ча­ет­ся от по­ка­за­те­ля пре­лом­ле­ния ок­ру­жаю­щей сре­ды, – рас­сея­ние све­та. Су­ще­ст­вен­ную роль в О. н. с. иг­ра­ет ин­тер­фе­рен­ция све­та ме­ж­ду рас­се­ян­ны­ми, от­ра­жён­ны­ми и пре­лом­лён­ны­ми све­то­вы­ми вол­на­ми, а так­же па­даю­щей вол­ной.

Оп­ти­че­ски не­од­но­род­ны­ми яв­ля­ют­ся мут­ные сре­ды, в ко­то­рых раз­ме­ры оп­тич. не­од­но­род­но­стей обыч­но пре­вы­ша­ют дли­ну све­то­вой вол­ны $\lambda$. Ес­ли не­од­но­род­ность сре­ды вы­зва­на при­сут­ст­ви­ем в ней мел­ко­дис­перс­ных кол­ло­ид­ных час­тиц, раз­ме­ры ко­то­рых срав­ни­мы с дли­ной вол­ны, то сре­да ка­жет­ся со­вер­шен­но про­зрач­ной. Од­на­ко при на­блю­де­нии под уг­лом ок. 90° к на­прав­ле­нию па­даю­ще­го све­та об­на­ру­жи­ва­ет­ся све­че­ние сре­ды, обу­слов­лен­ное ин­тен­сив­ным рас­сея­ни­ем све­та (Тин­да­ля эф­фект). К не­од­но­род­ным сре­дам от­но­сят так­же ве­ще­ст­ва без ино­род­ных вклю­че­ний, в ко­то­рых из­ме­не­ние $n$ в боль­шом чис­ле мик­ро­объ­ё­мов, при­во­дя­щее к рас­сея­нию све­та, вы­зва­но тур­бу­лент­но­стью сре­ды или флук­туа­ция­ми плот­но­сти сре­ды в ре­зуль­та­те хао­ти­че­ско­го те­п­ло­во­го дви­же­ния её мо­ле­кул.

Ин­тен­сив­ность $I$ све­та, рас­сеи­вае­мо­го не­по­гло­щаю­щи­ми ди­элек­трич. час­ти­ца­ми, про­пор­цио­наль­на $\lambda^{-p}$, где $p$ – па­ра­метр, за­ви­ся­щий от от­но­ше­ния раз­ме­ров час­тиц к дли­не вол­ны $\lambda$. При рас­сея­нии све­та на те­п­ло­вых флук­туа­ци­ях, раз­ме­ры ко­то­рых мно­го мень­ше $\lambda$, вы­пол­ня­ет­ся со­от­но­ше­ние $I \propto \lambda^{-4}$ (рэ­ле­ев­ское рас­сея­ние). Для час­тиц, раз­ме­ры ко­то­рых мно­го боль­ше $\lambda$, па­ра­метр $p$ бли­зок к ну­лю и рас­сея­ние све­та оп­ре­де­ля­ет­ся гео­мет­рич. эф­фек­та­ми пре­лом­ле­ния све­та на по­верх­но­стях раз­де­ла объ­ё­мов. В этом слу­чае $I$ не за­ви­сит от $\lambda$, что и на­блю­да­ет­ся при рас­сея­нии све­та в ту­ма­нах и об­ла­ках – они име­ют бе­лый цвет.

На изу­че­нии рас­сея­ния све­та не­од­но­род­но­стя­ми в га­зах, жид­ко­стях и твёр­дых те­лах ос­но­ва­ны ме­то­ды не­фе­ло­мет­рии и ульт­ра­мик­ро­ско­пии (см. Ульт­ра­мик­ро­скоп), по­зво­ляю­щие оп­ре­де­лять кон­цен­тра­цию не­од­но­род­но­стей, изу­чать их при­ро­ду и из­ме­рять раз­ме­ры. Осо­бый раз­дел О. н. с. со­став­ля­ет оп­ти­ка тон­ких сло­ёв.