§ 139. Поведение сплошной однородной среды
Этот случай является противоположным (по отношению к только что рассмотренному) крайним случаем явления рассеяния. Говоря о сплошной неоднородной среде, мы имеем в виду систему рассеивателей, распределенных в пространстве совершенно однородно и непрерывно. Сплошной однородной средой по отношению к световым волнам являются, например, прозрачные стекла. Размер световой волны значительно превышает межатомные размеры, поэтому мы можем мысленно разбить кусок прозрачного стекла на элементарные объемы, существенно меньшие по размеру длины волны света, но в то же время содержащие большое число молекул. Среду можно считать однородной, если числа молекул во всех таких объемах практически одинаковы.
Рассеяние электромагнитных волн зависит не только от однородности в отношении числа излучателей, приходящихся на единицу
объема, но также и от однородности в их распределении по ориентациям. В конечном счете рассеивающая способность объема тела определяется его дипольным моментом, складывающимся из дипольных моментов молекул, входящих в этот объем. Можно поэтому сказать, что рассеивающая способность объема тела определяется значением диэлектрической проницаемости или, имея в виду соотношение с его коэффициентом преломления. Следовательно, среда, однородная в отношении рассеяния электромагнитных волн, должна быть однородной в отношении показателя преломления для данной длины волны.
Наблюдения над поведением электромагнитных волн в сплошных" однородных средах показывают, что рассеяние в них отсутствует: при прохождении луча света через прозрачное тело нельзя увидеть луч света, наблюдая его сбоку (в противоположность лучу света, идущему в пыльной комнате).
Каждый элементарный объем однородного тела является источником элементарной волны. В то же время рассеянная волна не образуется. Это можно объяснить лишь единственным способом: элементарные волны, рассеянные однородной средой в любом направлении, идущем под углом к первичному лучу, уничтожаются полностью благодаря интерференции. Эта теорема может быть достаточно строго доказана; мы не будем на этом останавливаться, так как единственность этого объяснения довольно очевидна.
Однако явление рассеяния в однородной среде сказывается, и притом весьма существенно. Дело в том, что рассеянные волны уничтожают друг друга во всех направлениях, кроме одного, а именно, кроме направления, в котором распространяется первичная волна. Рассеяние вперед не просто накладывается на первичную волну, а изменяет ее скорость. Явление преломления электромагнитных волн, которое мы уже рассматривали, можно, оказывается, трактовать как естественное следствие рассеяния.
Электромагнитная волна, распространяющаяся в среде, представляет собой сумму первичной волны и рассеянных волн. Теория показывает, что наложение этих волн сводится к замедлению первичной волны.
