Диффузного рассеяния

Однако, если стены почти полностью отражают звуки, то в образовании диффузного отражения заметную роль играют многократные отражения от стен (так как при сильно отражающих стенах интенсивность звука после второго или третьего отражения еще почти такая же, как после первого отражения). Но после каждого из этих многократных отражений звук приходит в данную точку позлее предшествующего отражения, и чем больше отражений происходит при

АЛФЁР [от ал(юминий) и лат. fer(rum) - железо] - сплав железа (основа) и алюминия (7,5-8,5 или 11,8-13,8%); магнитострикционный материал. Используется гл. обр. для изготовления электроакустич. (магнитострикц.) преобразователей. АЛЬБЕДО (от позднелат. albedo - белизна) - величина, характеризующая способность поверхности отражать (рассеивать) падающий на неё поток электромагн. излучения или частиц. Различают: истинное А.-отношение потока, рассеиваемого плоским элементом поверхности во всех направлениях, к потоку, падающему на этот элемент (совпадает с коэфф. диффузного отражения); видимое А.- отношение яркости плоского элемента поверхности, освещённого параллельным пучком, к яркости абсолютно белой поверхности, располож. нормально к лучам и имеющей истинное А., равное единице. Понятие А. широко используют при выполнении светотехн. расчётов, в астрономии, а также в нейтронной оптике. АЛЬКЛЁД (от алюминий и англ, clad -покрытый) - полуфабрикат (лист, труба) из алюм. сплава, покрытый (плакированный) с обеих сторон тонким слоем алюминия высокой чистоты или др. алюм. сплавом. АЛЬТИМЕТР (от лат. altum - высота и ...метр) - то же, что высотомер. АЛЬФА-ИЗЛУЧЕНИЕ, а-иЗЛ учение (устар.- а-лучи),- поток альфа-частиц, образующихся, напр., при альфа-распаде.

Шестая глава посвящена методам решения некоторых задач теплообмена излучением, часто возникающих при проведении инженерных расчетов. Рассмотрены методы расчета лучистого теплообмена в системе поверхностей с зеркальным и диффузным отражением. Подробно разбираются основные идеи метода Монте-Карло и принципы его программной реализации применительно к задачам определения угловых коэффициентов для диффузного отражения и разрешающих угловых коэффициентов для диффузно-зеркального отражения. При изложении шестой главы в основном используется только материал первой главы.

Описание имитационного эксперимента. Рассмотрим методику проведения имитационного эксперимента применительно к решению задачи вычисления коэффициентов Ф*,-. Этот эксперимент начинается так же, как и в случае определения ф;-г, со случайного выбора точки на поверхности S;- и направления распространения «порции» излучения. Далее проводится анализ «судьбы» этой порции в процессе ее движения по системе. Результаты анализа фиксируются путем наращивания содержимых счетчиков попаданий поверхностей, которые в начале эксперимента обнулены. Сначала находится первая поверхность, на которую попадает порция, и содержимое счетчика этой поверхности увеличивается на единицу. На найденной первой поверхности порция может с вероятностью е поглотиться, с вероятностью rd диффузно отразиться и с вероятностью rz зеркально отразиться. Для моделирования дальнейшего продвижения на ЭВМ разыгрывается случайный эксперимент, имеющий три исхода с вероятностями е, rd, rz. Если выпадает событие, имеющее вероятность появления г, то порция излучения считается поглотившейся на первой поверхности, ее история на этом заканчивается, а на поверхности Sj генерируется новая порция. При выпадении двух других событий в случае зеркального отражения направление распространения порции меняется по соответствующему закону геометрической оптики, а в случае диффузного отражения производится генерация значений полярного и азимутального углов для

Оценку углового коэффициента Ф;-;, определенного согласно (6.36), можно получить аналогичным путем, но при анализе движения порции излучения после взаимодействия с поверхностью следует учитывать только зеркальные отражения, а в случаях поглощения и диффузного отражения анализ для данной порции прекращается.

В рассмотренных выше задачах лучистого теплообмена исходили из идеально диффузного отражения, при котором яркость по всем направлениям была одинаковой независимо от направления падающего излучения. Кроме идеально диффузного отражения различают диффуз-

поверхность является оптически гладкой и имеет зеркальный характер отражения. В противном случае поверхность является оптически шероховатой и имеет диффузное отражение. Частным случаем диффузного отражения является идеально диффузное (изотропное) излучение, характеризующееся одинаковой яркостью по всем направлениям.

Для идеально диффузного отражения интегральное уравнение (17-145) переходит в (17-94) •§ 17-8 с учетом соотношений (16:56) и (17-58). ,

С помощью кипящего слоя абразива в воздухе или воды на изделии создаются микропоры за 2—5 мин. Поры, образуемые на поверхности хрома (ЫО7— ЫО9 пор/м2) всеми перечисленными способами, не изменяют внешнего (блестящего) вида многослойного покрытия; однако при очень активном воздействии абразива на хромовое покрытие иногда происходит «прободение» его по всей толщине и частичное проникновение разрушенного хромового покрытия в нижележащий слой покрытия. Размеры микропор (разрушений) составляют от нескольких до десятков микрометров, обычно 1— 15 мкм. Общая поверхность «нарушенного» слоя хрома составляет 0,5—1%. Это согласуется с некоторым увеличением диффузного отражения (от 0,9 до 1,6% от отражательной способности поверхности, составляющей 60% для длин волн света в диапазоне 400—700 нм).

Отражение света от вполне гладкой хорошо отполированной поверхности С. будет наименьшим и оптически правильным (зеркальным). Коэфф. диффузного отражения светорассеивающих С. обычно высокий; для С. с матированной поверхностью 10—20%, для глушеных стекол (опаловых) 20—30% и молочных 30—40%. Поглощение (абсорбция) света С. по своему качеств, и количеств, характеру зависит от длины волны световых лучей, пропускаемых через С , химич. состава и цветовой хар-ки С., а также от длины оп-тич. пути, проходимого лучами в С. Обычно промышленное листовое С. (бесцветное) обладает наименьшим светопоглоще-нием для видимых лучей с длиной волны 520—530 ммк, т. е. в зеленой части спектра; это обусловливает, в частности, зеленоватый оттенок толстых С. Избират. поглощение бесцветных С. особенно сильно выражено в невидимых частях спектра. Промышленные бесцветные С., содержащие 0,05—0,1% окислов железа, как правило, сильно поглощают лучи ультрафиолетовой и инфракрасной частей спектра, а С. с высоким содержанием окислов, свинца, бария интенсивно поглощают рентгеновские и у-лучи. Поглощение ультрафиолетовых лучей С. существенно пони-

где / — расстояние от отражателя до приемника; S — площадь диафрагмы приемника; р — коэффициент диффузного отражения. Коэффициент ослабления такой системы может достигать К, =

Доля рассеянной энергии определяется главным образом отношением длины упругой волны к среднему размеру D кристаллита. При К = D рассеяние ультразвука очень велико, причем в интервале K/D =3...4 оно максимально. Это область диффузного рассеяния. При условии K/D < 2я, являющемся реальным при контроле ряда металлов и сварных соединений, Н. М: Лившицем и Г. Д. Пархомовским получены формулы для расчета коэффициента затухания продольной и поперечной волн. Задавшись условием А,( = А,;, находим 6(/бг =7,14. Следовательно, затухание поперечной волны более существенно по сравнению с продольной. При 4 <; K/D 10_пропорционален D3/4. Наименьшее затухание наблюдается при K/D > (20 ... 100).

Фон на рентгенограмме является результатом диффузного рассеяния рентгеновских лучей [87]. Как известно, причинами появления фона могут быть тепловое диффузное рассеяние, отсутствие дальнего и (или) ближнего порядка в расположении атомов при аморфизации вещества и диффузное рассеяние твердым раствором. Тепловое диффузное рассеяние приводит к монотонному росту интенсивности фона с ростом угла дифракции в на рентге-

В связи с вышесказанным, на наш взгляд, особую роль приобретает исследование фона на рентгенограммах наноструктурных материалов, значительные объемы в которых принадлежат границам зерен. Смещение атомов в границах зерен из равновесных положений, характерных для кристаллической решетки, должно существенно влиять на интенсивность диффузного рассеяния рентгеновских лучей наноструктурными материалами.

Интенсивность фона, наблюдаемого на рентгенограммах, является не только результатом диффузного рассеяния рентгеновских лучей на образце, но также связана с инструментальными факторами (например, с рассеянием дифрагировавшего излучения атмосферным воздухом) [141]. Если инструментальные факторы одинаковы для исследуемых образцов, то появляется возможность сравнительного анализа роли самих образцов в формировании диффузного фона рассеяния на рентгенограммах. Интенсивность дифрагировавших рентгеновских лучей, зафиксированная на рентгенограмме, складывается из интенсивности рентгеновских пиков и интенсивности фона [130]. Для отделения интенсивности, связанной с фоном, в районе рентгеновских пиков, представленных псевдофункциями Фойгта, проводят базисные линии. Левая и правая точки каждой базисной линии соответствуют интенсивности фона слева и справа от рентгеновского пика. Для получения интегральной интенсивности фона площади под базисными линиями суммируют с площадями под линией фона вне рентгеновских пиков.

но, поток излучения при прохождении через поглощающую среду ослабляется не только за счет поглощения этой среды, но и за счет диффузного рассеяния энергии (рис. 15-1). Часть диффузно рассеянной энергии далее поглощается в объеме газовой средой, а другая часть выходит за пределы этого объема. Примером диффузно рассеянного излучения является видимый след лучей прожектора в атмосфере Земли.

***** ****" ^ k»~ ^ угловой зависимости интенсивности диффузного рассеяния позволяет получить информацию и о Рис. 109 ближнем порядке. Прав-

да, «вытянуть» ее весьма нелегко. Интенсивность диффузного рассеяния на несколько порядков слабее интенсивности брэггов-ских пиков. И тем не менее выполненные в основном в СССР и США экспериментальные работы показали, что ближний порядок существует практически во всех сплавах вплоть до предплавильных температур.

Соответственно и свойства твердых растворов отличаются от свойств чистых металлов. Это изменение макроскопических термодинамических.свойств определяли экспериментально, а для прямого измерения локального расположения атомов применяли метод диффузного рассеяния рентгеновских лучей [133].

Весьма плодотворным оказалось применение темнопольной методики в сочетании с анализом диффузного рассеяния, возникающего на МДК (см. далее, раздел 2.3.4), а также метода прямого разрешения решетки для исследования начальных («зонных») стадий распада. Рассмотренными методами были получены прямые данные о размерах и распределении в матричной решетке кластеров растворенных атомов вплоть до прямого «видения» последних. Примеры электронно-микроскопических изображений структур стареющих сплавов приведены на рис. 2.5.

дифракционным эффектам, связанным с размерами и формой кристалла. Анализ диффузного рассеяния, обусловленного наличием ближнего порядка (расслоения), состоит в построении изодиффузных поверхностей (поверхностей равной интенсивности диффузного рассеяния) в обратном пространстве кристалла и в последующем сопоставлении экспериментального рассеяния с теоретически рассчитанным для различных конфигураций атомов разного сорта. Это позволяет выбрать правильную атомную модель структуры твердого раствора с ближним порядком. Разновидностью ближнего порядка в твердых растворах является так называемый ближний порядок смещений, возникающий в результате образования в исходной решетке атомных конфигураций, симметрия которых отличается от симметрии решетки матрицы. Наличие ближнего порядка смещения приводит к появлению диффузного рассеяния вблизи рефлексов и между ними. Анализ подобного диффузного рассеяния, возникающего вблизи точек фазовых переходов, с помощью метода волн статических смещений дал возможность установить типы атомных конфигураций и пути их получения в некоторых твердых растворах (в о. ц. к. растворах на основе Ti и Zr вблизи о. ц. к.-^ш и о. ц. к.-*--нг. п. у. превращений [9], в углеродистом мартенсите на стадии образования когерентного е-карбида и др.).

1 Вариант метода '— метод КФОР (камера фотографирования обратной решетки), который позволяет получать на рентгенограмме неискаженные сечения обратной решетки. Методы вращения и КФОР удобны для анализа диффузного рассеяния, связанного с нарушениями кристаллической структуры, например при исследовании процессов выделения из пересыщенного твердого раствора J12, с. 166 и 385J,