РАССЕ́ЯНИЕ ВОЛН

РАССЕ́ЯНИЕ ВОЛН, воз­му­ще­ния вол­но­вых по­лей, вы­зы­вае­мые не­од­но­род­но­стя­ми сре­ды и на­хо­дя­щи­ми­ся в этой сре­де рас­сеи­ваю­щи­ми объ­ек­та­ми. Раз­ли­ча­ют три осн. ви­да рас­сея­ния.

1. Р. в. на оди­ноч­ных объ­ек­тах в од­но­род­ной сре­де. Это мо­гут быть оди­ноч­ные час­ти­цы (элек­тро­ны, ато­мы, мо­ле­ку­лы) в ва­куу­ме. Др. тип та­ких объ­ек­тов – мак­ро­ско­пич. те­ла, от­ли­чаю­щие­ся от ок­ру­жаю­щей сре­ды по­ка­за­те­лем пре­лом­ле­ния и им­пе­дан­сом, плаз­мен­ные сгу­ст­ки, га­зо­вые пу­зырь­ки в жид­ко­сти и др. Фак­ти­че­ски в этих слу­ча­ях Р. в. от­ли­ча­ет­ся от ди­фрак­ции волн толь­ко тер­ми­но­ло­ги­че­ски.

2. В слу­чае мно­же­ст­вен­ных объ­ек­тов или ре­гу­ляр­ных не­пре­рыв­но рас­пре­де­лён­ных воз­му­ще­ний сре­ды осо­бое зна­че­ние име­ют кол­лек­тив­ные эф­фек­ты, обус­лов­лен­ные су­пер­по­зи­ци­ей по­лей рас­сея­ния и их вза­им­ным пе­ре­рас­пре­де­ле­ни­ем (мно­го­крат­ным рас­сея­ни­ем). Так фор­ми­ру­ют­ся диа­грам­мы рас­сея­ния на пе­рио­дич. ре­шёт­ках, мно­го­слой­ных струк­ту­рах. В не­ли­ней­ных сре­дах та­кие пе­рио­дич. струк­ту­ры об­ра­зу­ют­ся как от­кли­ки сре­ды на ин­тен­сив­ные по­ля на­кач­ки или на разл. су­пер­по­зи­ции пo­́ля в слу­чае мно­го­вол­но­вых ком­би­на­ций. Это от­но­сит­ся к яв­ле­ни­ям вы­ну­ж­ден­но­го Р. в. (см., напр., Ман­дель­шта­ма – Брил­лю­эна рас­сея­ние).

3. Р. в. на сто­хас­ти­че­ских (слу­чай­но рас­пре­де­лён­ных) воз­му­ще­ни­ях сре­ды или гра­ни­цах раз­де­ла сред. Ес­ли об­ла­ко дис­крет­ных хао­ти­че­ски рас­по­ло­жен­ных рас­сеива­те­лей дос­та­точ­но раз­ре­же­но или флук­туа­ции па­ра­мет­ров сплош­ной сре­ды дос­та­точ­но сла­бые, то при рас­чё­те рас­се­ян­ных по­лей мож­но ис­поль­зо­вать при­бли­же­ние од­но­крат­но­го рас­сея­ния, т. е. пер­вое при­бли­же­ние ме­то­да воз­му­ще­ний (см. Бор­нов­ское при­бли­же­ние, Воз­му­ще­ний тео­рия). Это при­бли­же­ние спра­вед­ли­во, ко­гда ос­лаб­ле­ние па­даю­щей вол­ны из-за пе­ре­хо­да час­ти её энер­гии в рас­се­ян­ное по­ле не­зна­чи­тель­но. В этом слу­чае диа­грам­ма рас­сея­ния пло­ской вол­ны от всей об­лас­ти сов­па­да­ет с ин­ди­кат­ри­сой рас­сея­ния отд. час­ти­цы или по­вто­ря­ет уг­ло­вой спектр не­од­но­род­но­стей сплош­ной сре­ды. При на­ли­чии дви­же­ния рас­сеи­ва­те­лей час­тот­ный спектр рас­сея­ния пер­во­на­чаль­но мо­но­хро­ма­тич. вол­ны из­ме­ня­ет­ся: ср. ско­рость дви­же­ния рас­сеи­ва­те­лей оп­ре­де­ля­ет сдвиг мак­си­му­ма спек­тра, а дис­пер­сия её флук­туа­ций – уши­ре­ние спек­тра в со­от­вет­ст­вии с До­п­ле­ра эф­фек­том.

При боль­шой кон­цен­тра­ции рас­сеи­ва­те­лей или зна­чит. про­тя­жён­но­сти хао­тич. сре­ды про­ис­хо­дит мно­го­крат­ное Р. в. В этом слу­чае па­даю­щая вол­на силь­но за­ту­ха­ет из-за рас­сея­ния да­же в от­сут­ст­вие ис­тин­ной дис­си­па­ции, а уг­ло­вой и час­тот­ный спек­тры рас­се­ян­но­го из­лу­че­ния из­ме­ня­ют­ся по ме­ре про­ник­но­ве­ния в глубь рас­сеи­ваю­щей сре­ды. При ана­ли­зе Р. в. ис­поль­зу­ют­ся тео­рия пе­ре­но­са из­лу­че­ния, имею­щая де­ло с ин­тен­сив­но­стя­ми и не учи­ты­ваю­щая ин­тер­фе­рен­цию рас­се­ян­ных волн, и тео­рия мно­го­крат­но­го рас­сея­ния, ос­но­ван­ная на ре­ше­нии вол­но­во­го урав­не­ния.