Ж
104
∑
ЖАЗЫҚТЫҚ – ЖЫЛУ ТАСЫҒЫШ
366
367
болмаған кезде, жарықтың шашырауы сәуле мен зат арасында энергияның қайта
бөлініп үлестірілуімен қабаттас өтеді және бұл жарықтың с е р п і м с і з шашы-
рауы деп аталған.
Көп жағдайда жарықтың шашырауын сәуле шығарудың толқындық
теориясының аясында түсіндіруге болады. Осы теорияның көзқарасы бойынша
түсетін жарық толқыны орта бөлшектерінің
электр зарядтарының («токтардың»)
еріксіз тербелістерін қоздырады, бұл өз кезегінде
екінші реттік жарық
толқындарының көздері болады.
Жарықтың шашырауына әсер ететін факторлардың көп болуы себепті оны
анықтаушы ортақ тәсілді анықтау қиын. Сондықтан әртүрлі жағдайларды же-
ке-жеке қарастырайық. Жекелеген электронның жарықты шашыратуы серпімді
үрдіс (процесс) болып табылады, бұл жағдайда шашырау қимасы (σ) – жиілікке
(ω) тәуелді болмайды
(томсондық жарықтың шашырауы).
Жекелеген атомның жарықты шашыратуының негізгі ерекшелігі – шашыраудың
жиілікке күшті тәуелділікте болуында. Егер түсетін жарықтың жиілігі (ω) атом
электрондарының меншікті тербелістерінің жиілігімен (ω
0
) салыстырғанда кіші
болса (атомның меншікті жұту жиілігіне сәйкес), онда
толық шашырау қимасы
(σ) жуық шамамен жиіліктің (ω) төртінші дәрежесіне тең болады, яғни σ~ω
4
немесе
σ~λ
–4
(мұндағы λ – жарық толқынының ұзындығы). Атомның жарық
толқынының өрісінде тербелетін электрлік дипол ретіндегі түсінігі негізінде
табылған осы тәуелділік Рэлей заңы деп аталған. ω ≈ ω
0
болғанда σ кенеттен ар-
тып, үлкен мәнге ие болады. Жарықтың резонанстық шашырауы – резонанстық
флуоресценция болып табылады.
Жарықтың молекулалық шашырау спектрінде рэлейлік (ығыспаған)
сызықтармен қатар серпімсіз жарықтың серпімсіз шашырау (жиілік бойынша
ығысқан) спектрі де пайда болады. Жарықтың молекулалық серпімсіз шашы-
рауы –
жарықтың комбинациялық шашырауы деп аталған.
Ұсақ бөлшектердің жарықты шашыратуын диэлектриктік бөлшектердің
ж а р ы қ т ы ң д и ф р а к ц и я л ы қ т е о р и я с ы негізінде сипаттауға болады.
Бөлшектердің жарықты шашыратуының бірқатар ерекшеліктерін ағылшын физигі
А.
Ляв (1889) және неміс физигі Г.Ми (1908) зерттеген. Бөлшектің радиусы (r)
заттағы жарық толқынының ұзындығынан едәуір кіші болғанда, атомның жарықты
резонанстық емес шашыратуына ұқсас болады. Осы жағдайдағы жарықтың
шашырау қимасы (және қарқындылығы r-ге және диэлектрлік өтімділіктің (ε)
және шашыратушы заттың диэлектрлік өтімділігіне (ε
0
) және қоршаған ортаның
өтімділігіне едәуір тәуелді болады.
Ж
104
∑
ЖАЗЫҚТЫҚ – ЖЫЛУ ТАСЫҒЫШ
366
367
Жарықтың ірі бөлшектерден шашырауы (
r>>λ
n
) сәуленің интерференция-
сы, бөлшектердің беттерден шағылуы және сынуы ескерілетін геометриялық
оптиканың заңдары негізінде қарастырылады. Жарықтың ірі бөлшектерден
шашырауы аэрозолдарда, тұмандарда, т.б. жүзеге асатын ж и е к ж а р ы қ т а р
(орелдар), к е м п і р қ о с а қ т а р, г а л о, т.б. құбылыстарды тудырады.
Көптеген бөлшектерден құралған ортаның жарықты шашыратуының жеке
бөлшектердің жарықты шашыратуынан маңызды айырмашылықтары бар. Бұлар,
біріншіден, жеке бөлшектердің өзара және түсетін толқындар арасындағы
интерференцияларымен; екіншіден, бір бөлшек шашыратқан сәуленің өзге
бір бөлшектен
қайтадан шашыратылу, яғни көп рет шашырау эффектілері,
мысалы, бір бөлшектің шашыратқан сәулесін өзге бір бөлшектің қайтадан
шашыратуы; үшіншіден,
бөлшектердің бір-бірімен өзараәсерлесуі олардың
қозғалыстарын тәуелсіз деп есептеуге мүмкіндік бермейді.
Жер атмосферасындағы күн сәулесі қысымының кездейсоқ ұйытқуындағы
шашырау қимасы жекелеген бөлшектердің
жарықтың резонанстық емес ша-
шырау тәуелділігімен σ~λ
–4
сипатталады.
Аспанның көгілдір түсі осы жайт
бойынша түсіндіріледі: Атмосфера қабаты күн сәулесі спектрінің жоғары
жиілікті құраушысын (көк түсті) төменгі жиілікті құраушысынан (қызыл түстен)
едәуір күшті шашыратады. Оптикалық тығыз орталарда көп қайталанбалы
шашыраудың маңызы зор.
ХХ ғасырдың 60 – 70-жылдары шегінде оптикалық сәуленің аса қуатты
көздері (лазерлер) ашылған соң аса күшті жарық ағындарының шашырауы зерт-
теле басталды.
Жарықтың шашырауы әрқилы зерттеулерде пайдаланылуда. Жарықтың
шашырауының спектрлері заттардың молекулалық және атомдық сипаттамаларын,
олардың серпімді, релаксациялық, т.б. тұрақтыларын анықтауға мүмкіндік ашты.
Осы спектрлер бірқатар жағдайларда тыйым салынған ауысулар туралы мәліметтер
алудың бірден-бір көзі болып табылады. Жарықтың шашырауы атмосферадағы
заттардың көрінуін анықтауға қолданылатын әдістердің ең маңыздысы болып та-
былады.
Еріксіз жарық шашырату үрдісі (процесі) лазерлік спектроскопияның
негізіне алынған.
ЖАРЫҚ ШАМАЛАРЫ – жарықтың шығарылу (таратылу) және түрлендірілу
(шағылысу, өтуі) үрдістерінде (процестерінде) жарықтың әсерлерін сипаттайтын
шамалар жүйесі. Жарық шамалары адам көзінің жарыққа орташа бейімділігіне
қатысты анықталады. Негізгі жарық шамалары мен олардың Халықаралық
бірліктер жүйесіндегі (СИ) бірліктерінің кестесі.
