Увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности

В экспериментах по измерению спектрального углового показателя рассеяния света получены дополнительные доказательства существования двумерных неоднородностей воды на масштабах 10⁻⁷ – 10⁻³ м. При смешивании чистой воды с малым количеством фильтрованной воды, имеющей другую температуру или соленость,...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2011
Автори:	Шибанов, Е.Б., Бертон, Ж.-Ф., Ли, М.Е., Зиборди, Дж.
Формат:	Стаття
Мова:	Russian
Опубліковано:	Морський гідрофізичний інститут НАН України 2011
Назва видання:	Морской гидрофизический журнал
Теми:	Анализ результатов наблюдений и методы расчета гидрофизических полей океана
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56695
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности / Е.Б. Шибанов, Ж.-Ф. Бертон, М.Е. Ли, Дж. Зиборди // Морской гидрофизический журнал. — 2011. — № 4. — С. 36-42. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-56695
record_format	dspace
spelling	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-566952025-02-09T12:57:48Z Увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности Шибанов, Е.Б. Бертон, Ж.-Ф. Ли, М.Е. Зиборди, Дж. Анализ результатов наблюдений и методы расчета гидрофизических полей океана В экспериментах по измерению спектрального углового показателя рассеяния света получены дополнительные доказательства существования двумерных неоднородностей воды на масштабах 10⁻⁷ – 10⁻³ м. При смешивании чистой воды с малым количеством фильтрованной воды, имеющей другую температуру или соленость, наблюдалось увеличение рассеяния света в 1,8 – 4,5 раза во всем диапазоне углов. Показано, что данный эффект не связан ни с турбулентностью, ни с образованием диссипативных структур. Проведены оценки размеров неоднородностей, влияющих на спектральный угловой показатель рассеяния света. У експериментах з вимірювання спектрального кутового показника розсіяння світла отримано додаткові докази існування двовимірних неоднорідностей води на масштабах 10⁻⁷ – 10⁻³ м. При змішуванні чистої води з малою кількістю фільтрованої води, яка має іншу температуру або солоність, спостерігалося збільшення розсіяння світла в 1,8 – 4,5 рази у всьому діапазоні кутів. Показано, що даний ефект не пов'язаний ні з турбулентністю, ні з утворенням дисипативних структур. Проведено оцінки розмірів неоднорідностей, які впливають на спектральний кутовий показник розсіяння світла. New additional evidences of existence of two-dimensional correlated disorder of water on the scales 10⁻⁷ – 10⁻³ m are obtained from the experiments on measuring volume scattering function. At mixing of pure water with small amount of filtered water with another temperature or salinity, increase of light scattering by 1.8 – 4.5 times is observed on the whole angular range. It is shown that this effect is not related either to turbulence or formation of dissipative structures. Dimensions of nonuniformities influencing spectral angular index of light scattering are estimated. 2011 Article Увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности / Е.Б. Шибанов, Ж.-Ф. Бертон, М.Е. Ли, Дж. Зиборди // Морской гидрофизический журнал. — 2011. — № 4. — С. 36-42. — Бібліогр.: 5 назв. — рос. 0233-7584 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56695 535.36 ru Морской гидрофизический журнал application/pdf Морський гідрофізичний інститут НАН України
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection	DSpace DC
language	Russian
topic	Анализ результатов наблюдений и методы расчета гидрофизических полей океана Анализ результатов наблюдений и методы расчета гидрофизических полей океана
spellingShingle	Анализ результатов наблюдений и методы расчета гидрофизических полей океана Анализ результатов наблюдений и методы расчета гидрофизических полей океана Шибанов, Е.Б. Бертон, Ж.-Ф. Ли, М.Е. Зиборди, Дж. Увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности Морской гидрофизический журнал
description	В экспериментах по измерению спектрального углового показателя рассеяния света получены дополнительные доказательства существования двумерных неоднородностей воды на масштабах 10⁻⁷ – 10⁻³ м. При смешивании чистой воды с малым количеством фильтрованной воды, имеющей другую температуру или соленость, наблюдалось увеличение рассеяния света в 1,8 – 4,5 раза во всем диапазоне углов. Показано, что данный эффект не связан ни с турбулентностью, ни с образованием диссипативных структур. Проведены оценки размеров неоднородностей, влияющих на спектральный угловой показатель рассеяния света.
format	Article
author	Шибанов, Е.Б. Бертон, Ж.-Ф. Ли, М.Е. Зиборди, Дж.
author_facet	Шибанов, Е.Б. Бертон, Ж.-Ф. Ли, М.Е. Зиборди, Дж.
author_sort	Шибанов, Е.Б.
title	Увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности
title_short	Увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности
title_full	Увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности
title_fullStr	Увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности
title_full_unstemmed	Увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности
title_sort	увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности
publisher	Морський гідрофізичний інститут НАН України
publishDate	2011
topic_facet	Анализ результатов наблюдений и методы расчета гидрофизических полей океана
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/56695
citation_txt	Увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности / Е.Б. Шибанов, Ж.-Ф. Бертон, М.Е. Ли, Дж. Зиборди // Морской гидрофизический журнал. — 2011. — № 4. — С. 36-42. — Бібліогр.: 5 назв. — рос.
series	Морской гидрофизический журнал
work_keys_str_mv	AT šibanoveb uveličenierasseâniâsvetaprismešivaniičistyhvodrazličnojplotnosti AT bertonžf uveličenierasseâniâsvetaprismešivaniičistyhvodrazličnojplotnosti AT lime uveličenierasseâniâsvetaprismešivaniičistyhvodrazličnojplotnosti AT zibordidž uveličenierasseâniâsvetaprismešivaniičistyhvodrazličnojplotnosti
first_indexed	2025-11-26T01:12:32Z
last_indexed	2025-11-26T01:12:32Z
_version_	1849813426728075264
fulltext	ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2011, № 4 36 © Е.Б. Шибанов, Ж.-Ф. Бертон, М.Е. Ли, Дж. Зиборди, 2011 Анализ результатов наблюдений и методы расчета гидрофизических полей океана УДК 535.36 Е.Б. Шибанов, Ж.-Ф. Бертон, М.Е. Ли, Дж. Зиборди** Увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности В экспериментах по измерению спектрального углового показателя рассеяния света полу- чены дополнительные доказательства существования двумерных неоднородностей воды на масштабах 10-7 – 10-3 м. При смешивании чистой воды с малым количеством фильтрованной воды, имеющей другую температуру или соленость, наблюдалось увеличение рассеяния света в 1,8 – 4,5 раза во всем диапазоне углов. Показано, что данный эффект не связан ни с турбу- лентностью, ни с образованием диссипативных структур. Проведены оценки размеров неодно- родностей, влияющих на спектральный угловой показатель рассеяния света. Ключевые слова: рассеяние света, чистая вода, кластер, дефект локальной плотности, оп- тическая квазичастица. Введение. В гидрооптике как теории, основанной на принципах термо- динамического равновесия жидкости, существуют принципиальные трудно- сти в интерпретации высокой анизотропии рассеяния света, наблюдаемой в чистой морской воде и в пресной воде, очищенной через фильтр с диаметром пор 0,2 мкм. Объяснение данного феномена дано в работе [1], где показано, что имеющиеся в таких водах мелкие частицы располагаются в двумерном пространстве структурных неоднородностей воды – дефектов локальной плотности, изменяя эффективный показатель преломления дефекта. В связи с этим возникло предположение, что дефекты структуры воды могут запол- няться и другой жидкостью, например при смешивании вод с разными тем- пературой или соленостью. Оптический эффект увеличения рассеяния в этом случае будет обусловлен как различием показателей преломления основной массы воды и примесной воды, так и особенностями распределения примеси в пространстве. По измерениям углового показателя рассеяния можно судить о характере распределения примесной жидкости. Целью данной работы явля- ется подтверждение гипотезы о двумерной неоднородности воды. Методика эксперимента. В 2008 г. в оптической лаборатории JRC (Joint Research Centre of the European Commission, г. Испра, Италия) был проведен эксперимент по измерению спектрального углового показателя рассеяния чистой воды при ее смешивании с малыми долями фильтрованной воды, но другой плотности за счет иной температуры или солености. Идея экспери- мента заключалась в том, что если скорость объемной диффузии меньше ско- ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2011, № 4 37 рости распространения примеси по структурным дефектам, то показатель преломления дефектов изменится на величину порядка 3103 −⋅ , и поэтому рассеяние увеличится. Предварительные теоретические оценки показали, что 0,7% объема примесной фракции будет достаточно для обнаружения оптиче- ского эффекта [2]. В качестве опорной чистой воды использовалась фильтро- ванная пресная вода с температурой 23°С. Эта так называемая высокоомная вода, очищенная через систему MilliQ, не содержала никаких солей, что про- верялось измерениями ее сопротивления. На этапе очистки вода пропуска- лась через фильтр с диаметром пор 0,2 мкм, вследствие чего частицы диамет- ром, большим 0,2 мкм, в ней отсутствовали. В эту воду, объемом 4 л, добав- лялось примерно 20 мл воды другой плотности. В качестве добавок исполь- зовалась чистая высокоомная вода с температурой, значительно отличавшей- ся от эталона, а также морская вода различных температур, профильтрован- ная через фильтр диаметром 0,2 мкм. Принципиальная схема прибора для измерения спектрального углового показателя рассеяния света описана в работе [3]. Вода исследуемого образца перед заполнением измерительной камеры прибора предварительно переме- шивалась в течение 1 – 2 мин. Система заполнения измерителя углового по- казателя рассеяния представляла собой пластиковый резервуар объемом 2 л, соединенный пластиковой трубкой длиной 5 м и с внутренним диаметром 7 мм с входным патрубком измерительной камеры прибора. За временной интервал около 2 мин прибор заполнялся водой. Измерения проводились на длинах волн 625, 490, 412, 380 нм спустя 1 – 2,5 мин после заполнения каме- ры. Время измерения на одной длине волны варьировалось в пределах от 51 до 59 с. Для каждого образца измерения продолжались в течение 10 – 15 мин (3-4 серии измерений). Результаты эксперимента. При анализе данных измерений было обна- ружено заметное увеличение рассеяния света в диапазоне углов 0 – 90° во всех смешанных водах по сравнению с рассеянием в таком же диапазоне уг- лов в опорной пресной воде. Естественно, наибольший эффект наблюдался в начале измерений, но он также был заметен и 10 – 15 мин позже. Коэффици- ент усиления рассеяния рассчитывался через отношение регистрируемого значения яркости рассеянного света для определенного угла в исследуемом образце к значению яркости в опорной воде. Коэффициент усиления рассея- ния, усредненный для интервала углов 15 – 40°, относится к моменту време- ни спустя 4 – 6 мин после смешивания. Выбор углового интервала обуслов- лен необходимостью избежать влияния на регистрируемый сигнал бликовой составляющей в малых углах рассеяния (0 – 15°) и молекулярной составляю- щей в диапазоне больших углов (40 – 180°). Результаты эксперимента представлены в таблице. Из нее видно, что до- бавление в опорную воду даже малого количества воды, незначительно отли- чающейся по оптическим свойствам, но с другими физическими характери- стиками, приводит к резкому увеличению рассеяния. Наблюдаемый разброс величин коэффициента усиления рассеяния частично можно объяснить раз- личием в концентрациях примесной жидкости и времени начала измерений. ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2011, № 4 38 Интересно отметить, что максимальный эффект наблюдается в случае мини- мальной разницы в плотности – при смешивании опорной пресной воды с охлажденной пресной водой (2,5°С). При этом подчеркнем, что максималь- ное отклонение значения относительного показателя преломления примеси отмечается для чистой пресной воды с температурой 64°С. Увеличение рассеяния света в смешанной воде по сравнению с рассеянием в опорной пресной воде Примесь Объемная доля, % Соленость, ‰ Темпера- тура, °С Относитель- ный показатель преломления примеси Коэффици- ент усиления рассеяния Фильтрованная морская вода 0,5 31 23 1,005 2 Фильтрованная морская вода 0,5 31 35 1,004 1,8 Фильтрованная морская вода 0,55 31 60 1,00001 2,8 Фильтрованная морская вода 0,5 31 3,5 1,0056 2,5 Чистая пресная вода 0,6 0 2,5 1,00097 4,5 Чистая пресная вода 0,5 0 64 0,9934 3 Для оценки изменения эффекта увеличения рассеяния во времени были проведены измерения показателя рассеяния на одной длине волны 380 нм. В качестве примеси использовалась морская фильтрованная вода комнатной температуры. Величина дополнительного рассеяния, обусловленного наличи- ем другой жидкости, уменьшалась со временем примерно по экспоненциаль- ному закону. Коэффициент затухания оказался равным 0,105 мин-1 при объ- емной концентрации 0,5% и немного меньшим – 0,08 мин-1 при объемной концентрации морской воды 1,25%. Своеобразный временной ход наблю- дался при добавлении морской воды в количестве 5% от всего объема. На протяжении 15 мин величина показателя рассеяния изменялась без замет- ной тенденции по времени и только затем уменьшалась как ( )[ ]tt 01,0exp1)( 0 −+= ββ . Данный пример доказывает, что наблюдаемый оп- тический эффект увеличения рассеяния обусловлен не объемными неодно- родностями среды, а двумерными (структурными) неоднородностями. Боль- шое количество примеси не может полностью разместиться в ограниченном пространстве дефектов локальной плотности. Часть примесной жидкости до распространения в область дефектов находится в объемной фазе до тех пор, пока не произойдет диффузия примеси, находящейся в дефектах. ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2011, № 4 39 Обсуждение результатов. Обработка данных измерений спектрального углового показателя рассеяния света заключалась в: 1) нормировке изме- ренного сигнала ( )θλ,S на рассеивающий объем ( )θV ; 2) устранении бли- ковой составляющей ( )θG ; 3) умножении на калибровочный коэффициент ( )λK ; 4) вычете молекулярной составляющей ( )θλβ ,w (λ – длина волны, θ – угол рассеяния света, индекс w означает рассеяние света в оптически чистой воде). При вычислении бликовой составляющей предполагалось, что в диапазоне углов θ >14° влияние паразитных лучей, т. е. лучей, не связанных с рассеянием света в среде, незначительно. Ожидаемые значения углового показателя рассеяния опорной воды ( )θλβ ,pw в диапазоне малых углов нахо- дились методом экстраполяции из углового интервала 22° > θ > 14° по закону 3/1 pw )),(log( θθλβ ba −= . Результат обработки показал полную аналогию поведения кривых угло- вого показателя рассеяния на всех длинах волн. На рис. 1 приведен угловой показатель рассеяния смеси опорной воды с примесными жидкостями на длине волны 412 нм. Из рисунка видно, что эффект увеличения рассеяния имеет ярко выраженный муль- типликативный характер, по крайней мере, до 70° ( 37,8≈θ ). То есть механизм рассеяния света в интервале углов 0 – 90° в любой чистой воде анало- гичен рассеянию света в воде, содержащей малое количество другой жидкости или мелких частиц. Следовательно, прин- ципиально не может быть оп- тически чистой воды – жид- кости, рассеивающей свет во всем диапазоне углов по зако- нам молекулярного рассеяния. Предположим, что каким-то способом нам бы удалось уменьшить аномалии локальной плотности, напри- мер термоизолировать систему и более тщательно очистить воду. Однако это не должно привести к существенному изменению характера рассеяния. Из- менится только отношение показателя рассеяния света на двумерных неодно- родностях (т. е. на совокупности оптических квазичастиц) к показателю мо- лекулярного рассеяния, которое существенно в диапазоне углов 40 – 180°. Если добавление минимального количества примесей в оптически чистую воду принципиально меняет угловую функцию рассеяния света, то изначаль- ное состояние системы должно быть неравновесным. В таком случае вообще не имеет смысла говорить об оптических константах чистой воды. 1.E-05 1.E-04 1.E-03 1.E-02 1.E-01 1.E+00 1.E+01 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 Корень квадратный угла рассеяния У гл о в о й п о к а з а т е л ь р а с с е я н и я , 1/ м /с р опорная вода + пресная вода, 2.5°С + морская вода, 60°С + морская вода, 23°С Р и с. 1. Изменчивость углового показателя рас- сеяния света в опорной воде на длине волны 412 нм при добавлении 0,5% примесной жидкости с раз- ными температурой и соленостью ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2011, № 4 40 На рис. 2 показана совокупность показателей степени спектральной зави- симости углового показателя рассеяния света ( )θγ для всех видов образцов смешанной воды. Показатель степени есть результат аппроксимации ),(p θλβ степенной зависимостью ( ) ( ) )( 00p , θγλλθλβ − . В области углов рассеяния 30 – 150° приведенные кривые качественно соответствуют модели Копелевича [4] – рассеяние в диапазоне больших углов определяют мелкие частицы, влияние крупных сказывается на рассеянии света в интервале малых углов. Однако, как было показано в работе [2], рост показателя степени спектральной зави- симости углового показателя рассеяния света в указанном угловом интервале может наблюдаться в воде и без частиц. Следующая ниже формула для интенсивности рассеяния света выведена из предположений, что: 1) двумерная односвязная система дефектов локальной плотности раз- бивает объем жидкости на отдель- ные области – кластеры; 2) кластер представляет собой оптическую квазичастицу сферической формы, которая рассеивает свет независимо от других кластеров; 3) функция распределения по размерам rN ∂∂ подчиняется логарифмически нор- мальному закону распределения частиц по размерам [5] с мо- дальным радиусом, равным радиу- су молекулы воды: ∫     − ∂ ∂+ = 2 1 2 3v 3 2s 2 2 2 2 2 1 2 ),,( 3 1 ),,( ),(),( 8),( r r drrfnrrfnr r N k SS I λθλθ λθλθ πλθ . (1) В формуле (1) ),(1 λθS , ),(2 λθS – диагональные элементы амплитудной матрицы рассеяния, k – волновое число, sn , vn – поверхностная и объемная концентрации мелких частиц или дефектов плотности, 2f , 3f – форм-фак- торы полого шара и сферы. Пределы интегрирования 21, rr выбираются из следующих соображений. Среднее время, за которое молекула воды меняет свое положение равновесия, составляет 1110−≈tτ с. Максимальный масштаб оптической неоднородности, обусловленный тепловыми движениями моле- кул, можно оценить как tcτ , где c – скорость света. За время tτ свет прохо- дит расстояние 32 2 ≈r мм. При радиусе кластера r , сопоставимом с разме- ром молекулы, разбиение на кластеры теряет смысл. В то же время рассеяние света на структурных неоднородностях, много меньших длины волны, имеет рэлеевский характер и уже учтено в формулах молекулярного рассеяния. По- этому значение 1r должно удовлетворять условию 10 1 10−>>>> rλ . Р и с. 2. Показатели степени спектральной зависимости углового показателя рассеяния света в смеси вод, определенные для диапа- зона длин волн 380 – 625 нм ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2011, № 4 41 Поверхностная и объемная концентрации связаны следующим соотно- шением: drr r N drr r N nn r r r 23 0 vs 4 3 4 2 2 1 2 ππ ∫∫ ∂ ∂ ∂ ∂= . (2) Коэффициент 2 в формуле (2) обусловлен тем, что площадь дефектов плотности меньше в два раза, поскольку каждая точка поверхности принад- лежит одновременно двум кластерам. Без учета дисперсии показателя пре- ломления множитель, стоящий перед интегралом в формуле (1), пропорцио- нален 4−λ . Значение форм-фактора на 0° по определению равно 1, поэтому 4~),0( −λλI . При λθ >>r значения форм-факторов 2f , 3f , возведенные в квадрат, сильно осциллируют относительно функции, пропорциональной 2λ и 4λ соответственно. Эта функция для форм-фактора сферы убывает с увели- чением угла быстрее, чем для форм-фактора полого шара. Поэтому в интер- вале углов 90 – 180° интенсивность рассеяния света 2~),( −λλθI , и если бы выполнялось условие λθ >>r в области малых углов, то ),( λθI слабо зависе- ла бы от длины волны. Следовательно, положение локального минимума по- казателя степени спектральной зависимости углового показателя рассеяния света характеризует типичный эффективный размер оптической неоднород- ности в воде – размер квазичастицы. Таким образом, получаем оценку, что этот размер сопоставим с длиной волны. Возможно, что при смешивании образуются и более крупные неоднород- ности, объясняемые турбулентностью. Для их идентификации требуется вы- сокая точность измерений в диапазоне малых углов вплоть до долей градуса. Исходя из оценки ν2Lt = (где L – характерный размер неоднородности, ν – кинематическая вязкость), за период времени 4 – 6 мин неоднородности раз- мером меньше 5 см должны были бы исчезнуть. Заметим, что ширина свето- вого пучка в интервале малых углов составляла всего 2 мм. Выводы. Добавление в опорную воду малого количества примесной во- ды в пропорции 1:200 приводит к значительному увеличению рассеяния све- та в широком интервале углов. При разных температуре и солености добав- ленной жидкости коэффициент усиления рассеяния варьирует от 1,8 до 4,5. Время релаксации оптических свойств смеси вод к первоначальному невоз- мущенному состоянию составляет 15 – 30 мин и зависит от количества до- бавленной примеси. Угловые зависимости показателей рассеяния опорной воды и опорной воды с добавлением небольшого количества фильтрованной воды другой плотности качественно совпадают, что свидетельствует о близости структур- ных особенностей сред в обоих случаях. При малых концентрациях примес- ной воды диффузия соли и перераспределение энергии между молекулами не приводят к образованию новых диссипативных структур, объясняющих ани- зотропию рассеяния света. Напротив, молекулы примеси распространяются в воде, пользуясь уже готовой структурой как транспортной системой. Эффект увеличения рассеяния света в воде при добавлении малого коли- чества примесной жидкости подтверждает гипотезу о двумерной неоднород- ности водной среды на масштабах, меньших 10-3 м. Подпространство дву- ISSN 0233-7584. Мор. гидрофиз. журн., 2011, № 4 42 мерных дефектов локальной плотности разбивает объемно-однородную среду на совокупность кластеров – оптических квазичастиц, рассеяние света кото- рыми объясняет спектрально-угловые особенности рассеяния света в чистых водах. Наблюдаемый в эксперименте эффект увеличения рассеяния света может быть дополнительным фактором, усиливающим наблюдаемые из космоса контрасты морской поверхности в зонах гидрологических фронтов и апвел- линга. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Шибанов Е.Б. Влияние мелкодисперсной примеси на рассеяние света в «чистой» фильтрованной воде // Морской гидрофизический журнал. – 2008. – № 2. – С. 46 – 56. 2. Shybanov E.B. Physical reasons for existence of fractal structures in liquids and their influ- ence on light scattering in water // IV Int. conf. «Current problems in optics of natural waters» (ONW2007) (Russia, September 11 – 15, 2007). – Nizny Novgorod, 2007. – P. 41 – 45. 3. Ли М.Е., Мартынов О.В., Шибанов Е.Б. Новые принципы измерения индикатрисы рас- сеяния в широком диапазоне углов // Экологическая безопасность прибрежной и шель- фовой зон и комплексное использование ресурсов шельфа / Под ред. В.А. Иванова. – Севастополь: МГИ НАН Украины, 2003. – Вып. 8. – С. 194 – 211. 4. Копелевич О.В. Малопараметрическая модель оптических свойств морской воды // Оп- тика океана. Т. 1. Физическая оптика океана / Под ред. А.С. Монина. – М.: Наука, 1983. – С. 208 – 234. 5. Колмогоров А.Н. О логарифмически нормальном законе распределения частиц при дроблении // Докл. АН СССР. – 1941. – 31, № 2 – С. 99 – 101. Морской гидрофизический институт НАН Украины, Материал поступил Севастополь в редакцию 25.03.10 *Объединенный центр исследований при Европейской Комиссии, После доработки 09.04.10 Институт экологии окружающей среды, г. Испра, Италия E-mail: lee@alpha.mhi.iuf.net АНОТАЦІЯ У експериментах з вимірювання спектрального кутового показника розсіяння світла отримано додаткові докази існування двовимірних неоднорідностей води на масштабах 10-7 – 10-3 м. При змішуванні чистої води з малою кількістю фільтрованої води, яка має іншу температуру або солоність, спостерігалося збільшення розсіяння світла в 1,8 – 4,5 рази у всьо- му діапазоні кутів. Показано, що даний ефект не пов'язаний ні з турбулентністю, ні з утворен- ням дисипативних структур. Проведено оцінки розмірів неоднорідностей, які впливають на спектральний кутовий показник розсіяння світла. Ключові слова: розсіяння світла, чиста вода, кластер, дефект локальної густини, оптична квазічастинка. ABSTRACT New additional evidences of existence of two-dimensional correlated disorder of water on the scales 10-7 – 10-3m are obtained from the experiments on measuring volume scattering func- tion. At mixing of pure water with small amount of filtered water with another temperature or salinity, increase of light scattering by 1.8 – 4.5 times is observed on the whole angular range. It is shown that this effect is not related either to turbulence or formation of dissipative structures. Dimensions of non- uniformities influencing spectral angular index of light scattering are estimated. Keywords: light scattering, pure water, cluster, defect of local density, optical quasi-particle.

Увеличение рассеяния света при смешивании чистых вод различной плотности

Репозитарії

Схожі ресурси