Особенный интерес представляют те случаи, когда мы не можем говорить о мутной среде в вышеупомянутом смысле слова, т. е. когда среда представляет собой жидкость (или газ), тщательно освобожденную от посторонних примесей или загрязнений. Обычная схема для наблюдения молекулярного рассеяния в газах и жидкостях, обеспечивающая устранение паразитного света, отраженного стенками сосуда, изображена на рис. 8.3.1. Здесь изображен источник интенсивного света, А-специальный сосуд, наполненный изучаемым веществом: свет, попавший в изогнутые в виде рогов зачерненные концы трубок, не может отразиться обратно к наблюдателю, а испытывает многократные отражения внутри трубок, постепенно поглощаясь в зачерненных стенках; W-призма Волластона, служащая для поляризационных измерений, О-фотокамера. Для определения интенсивности рассеянного света, т. е. определения того, какая часть световой энергии рассеивается в стороны, установка дополняется соответствующими приспособлениями.
При этом надо иметь в виду, что свет, вступающий в столб вещества, будет рассеиваться последовательно каждым слоем этого вещества. А так как молекулярное рассеяние очень слабо, то световой поток, проникающий в более глубокие слои, практически не будет ослаблен, так что рассеяние будет пропорционально толщине рассеивающего слоя, конечно, если последний не достигает очень большой толщины, как это имеет место, например, при рассеянии атмосферой.
Рис. 8.3.1
Молекулярное рассеяние света в чистом веществе
Физическая причина, могущая обусловить молекулярное рассеяние света в чистом веществе, лежит, как указано выше, в нарушении оптической однородности среды благодаря статистическим отступлениям свойств среды от некоторого среднего (флуктуации).
В 1910 г. Эйнштейн дал количественную теорию молекулярного рассеяния света, основанную на идее флуктуации плотности, принадлежащей Смолуховскому.
Легко предвидеть общий характер искомой зависимости. Интенсивность рассеяния тем сильнее, чем значительнее нарушения оптической однородности, т. е. чем сильнее изменение показателя преломления при изменении плотности. С другой стороны, изменения плотности (флуктуации) тем значительнее, чем больше вызывающая их энергия теплового движения kT (k- постоянная Больцмана, Т-абсолютная температура) и чем сильнее сжимаемость вещества.