Молекулярная оптика

Молекуля́рная оптика

Раздел оптики, в котором изучаются процессы взаимодействия оптического излучения (См. Оптическое излучение) с веществом, существенно зависящие от атомно-молекулярной структуры вещества. М. о. устанавливает связь между характером единичных актов взаимодействия световой волны с частицами (молекулами, атомами, ионами) и макроскопическими параметрами состоящей из этих частиц среды (например, её показателем преломления). С этой точки зрения в М. о. рассматриваются Дисперсия света, Преломление света и — наиболее широко — Рассеяние света. Изучение распространения света в кристаллах, обладающих естественной оптической анизотропией (См. Оптическая анизотропия), составляет предмет кристаллооптики (См. Кристаллооптика). Оптическая анизотропия в изотропных от природы средах может вызываться действием на них различных внешних полей: электрического (см. Керра эффект, Поккельса эффект), магнитного (см. Коттона — Мутона эффект), поля механических или гидродинамических сил (явления фотоупругости (См. Фотоупругость) и двойного лучепреломления (См. Двойное лучепреломление) в потоке жидкости). В средах, для которых характерна Оптическая активность (как естественная, так и возникающая при наложении внешнего магнитного поля, см. Фарадея эффект), происходит Вращение плоскости поляризации света. Все эти явления, рассматриваемые в М. о., дают ценную информацию о свойствах веществ и строении составляющих их частиц.

Процесс взаимодействия световой волны с частицами вещества определяется главным образом поляризуемостью этих частиц (см. Поляризуемость атомов, ионов и молекул). Объяснение большинства молекулярно-оптических (МО) явлений дала уже классическая электронная теория, однако для их полного теоретического истолкования необходима квантовая механика, которая позволяет связать МО постоянные со значениями уровней энергии (См. Уровни энергии) молекул и вероятностями квантовых переходов между этими уровнями (см. Молекула, Молекулярные спектры).

Приложения М. о. разнообразны и расширились с появлением источников мощного когерентного излучения — Лазеров, Наиболее широко методы М. о. применяются для исследования структуры и характеристик отдельных молекул. Изучение света, рассеиваемого различными средами, даёт сведения (часто уникальные) о строении этих сред — жидкостей, кристаллов, высокомолекулярных соединений (См. Высокомолекулярные соединения), атмосферных образований (облаков, туманов и пр.), а также об особенностях теплового движения частиц в средах. М. о. тесно связана с молекулярной спектроскопией (См. Спектроскопия). Разрабатываются перспективные МО методы исследования космических тел и сред.

Лит.: Волькенштейн М. В., Молекулярная оптика, М. — Л., 1951; Борн М., Вольф Э., Основы оптики, пер. с англ., 2 изд., М., 1973; Волькенштейн М. В., Строение и физические свойства молекул, М. — Л., 1955.

В. А. Замков.