Введение
Отражение, которое меняет направление волны, частицы или сигнала.
В физике обратное рассеяние — это отражение волн, частиц или сигналов в направлении, откуда они пришли. Обычно это диффузное отражение, вызванное рассеянием, в отличие от зеркального отражения, как от зеркала, хотя зеркальное обратное рассеяние может возникать при нормальном падении на поверхность. Обратное рассеяние имеет важное применение в астрономии, фотографии и медицинской ультрасонографии. Противоположный эффект — прямое рассеяние, например, когда полупрозрачный материал, такой как облако, рассеивает солнечный свет, создавая мягкое освещение.
Радары, особенно метеорологические
Обратное рассеяние лежит в основе работы радиолокационных систем. В метеорологическом радаре обратное рассеяние пропорционально шестой степени диаметра цели, умноженной на её собственные отражающие свойства, при условии, что длина волны больше диаметра частицы (рэлеевское рассеяние). Вода отражает почти в 4 раза больше, чем лёд, но капли значительно меньше снежинок или града. Таким образом, обратное рассеяние зависит от сочетания этих двух факторов. Наиболее сильное обратное рассеяние исходит от града и крупного граупеля (твердого льда) из-за их размеров, однако нерэлеевские (миевское рассеяние) эффекты могут затруднить интерпретацию. Еще одним сильным сигналом является отражение от тающего снега или мокрого снега, поскольку они сочетают в себе размер и отражающую способность воды. Они часто отображаются как более интенсивные осадки, чем есть на самом деле, в так называемой зоне повышенных значений. Дождь характеризуется умеренным обратным рассеянием: оно усиливается с увеличением размера капель (например, при грозе) и ослабевает с уменьшением размера капель (например, при тумане или мороси). Снег имеет относительно слабое обратное рассеяние. Радары с двойной поляризацией измеряют обратное рассеяние в горизонтальной и вертикальной поляризациях, чтобы на основе соотношения вертикального и горизонтального сигналов определять форму частиц.
В волноводах
Метод обратного рассеяния также применяется в волоконно-оптических системах для обнаружения оптических дефектов. Свет, распространяющийся по волоконно-оптическому кабелю, постепенно затухает из-за рассеяния Рэлея. Дефекты обнаруживаются путем мониторинга изменения части света, рассеянного обратно (обратного рассеяния) Рэлея. Поскольку мощность обратного рассеянного света экспоненциально уменьшается по мере распространения вдоль волоконно-оптического кабеля, характеристика затухания представляется в графике в логарифмическом масштабе. Если наклон графика крутой, то потери мощности велики. Если наклон пологий, то волоконно-оптический кабель обладает удовлетворительными характеристиками затухания. Измерение потерь методом обратного рассеяния позволяет проводить измерения волоконно-оптического кабеля с одного конца, не разрезая оптическое волокно, что делает его удобным для строительства и обслуживания волоконно-оптических линий.
В фотографии
Термин «обратное рассеяние» в фотографии относится к свету от вспышки или стробоскопа, отражающемуся от частиц в поле зрения объектива, что приводит к появлению в фотографии светлых точек. Это порождает так называемые сферические артефакты. Фотографическое обратное рассеяние может быть вызвано снежинками, дождем или туманом, либо взвешенной в воздухе пылью. Из-за ограничений в размерах современных компактных и ультракомпактных камер, особенно цифровых, расстояние между объективом и встроенной вспышкой уменьшилось, что снижает угол отражения света к объективу и увеличивает вероятность отражения света от частиц, обычно невидимых невооруженным глазом. Следовательно, сферический артефакт – частое явление на фотографиях, сделанных небольшими цифровыми или пленочными камерами.