Стационарное излучение объектов с рассеивающими средами

Излучение, наблюдаемое внутри или вне излучателя с рассеивающей средой, представляет собой сумму отдельных составляющих. Каждое слагаемое обусловлено первичным излучением той или иной части излучателя и вероятностью прохождения этого излучения в область наблюдения. Обзор посвящен общим, достаточно простым соотношениям между этими слагаемыми. Соотношения не зависят от конкретных оптических характеристик объекта, его формы, неоднородности и т.д., хотя сами слагаемые определяются этими факторами. Соотношения выводятся как в случае, когда геометрическую оптику можно применять при описании излучения в рассеивающей среде, так и в случае, когда этого делать нельзя. В случае, когда геометрическая оптика применима, выведены стационарные соотношения из условия, которому должны удовлетворять вероятности прохождения излучения в среде, а именно, из того, что исчезновение всего возникающего в стационарном режиме излучения есть событие достоверное, вероятность которого равна единице. Из стационарных соотношений получаются равновесные в случае теплового излучателя, находящегося внутри замкнутой полости. При выводе соотношений выписываются общие решения линейного уравнения переноса с использованием функции Грина. Когда геометрическое приближение применять внутри рассеивающей и излучающей среды нельзя, выводятся соотношения между слагаемыми только для теплового излучения, выходящего из этой среды; при выводе используется обобщенный закон Кирхгофа, полученный Левиным и Рытовым методами статистической радиофизики. В этом случае стационарные соотношения получены из условия стационарности, тоже имеющего вероятностный смысл; равновесные соотношения получаются как следствие стационарных, а также из условия равновесия излучения в изотермической полости. Величины, входящие во все полученные соотношения, являются объектом исследования в спектроскопических экспериментах и расчетах. В работе приводятся примеры возможных и осуществленных на практике применений. Соотношения успешно использовались в столь разных спектроскопических экспериментах, как исследование влияния макроскопических частиц на контуры спектральных линий, излучаемых запыленным газом, и измерение температуры сильно рассеивающих твердых пористых материалов.