De lichtverstrooiende eigenschappen van een deeltje of korrel worden in het algemeen bepaald door de (complexe) brekingsindex, vorm en grootte van de korrel ten opzichte van de golflengte van het licht. Wanneer we nu veel korrels wanordelijk plaatsen in de ruimte, creeeren we een medium waarin het licht door het hoog aantal verstrooiingen zal diffunderen. Alleen op korte afstand is er nog een aanzienlijke bijdrage van het niet verstrooide licht. Wanneer de korrels een reele brekingsindex hebben, wordt het licht alleen verstrooid en niet geabsorbeerd. Zo'n medium ziet er uit als witte verf.
In eerste instantie lijkt voor een situatie waar licht veelvuldig en op willekeurige plaatsen verstrooid wordt, interferentie onbelangrijk voor de beschrijving van het licht. Het bestaan van laserspikkel, een wanordelijk interferentie (!) patroon, is echter al een sterk tegenvoorbeeld. Een antler interferentie effect van veelvoudig verstrooid licht is juist alleen waarneembaar na een middeling over vele spikkelpatronen of wanneer we het wanordelijk medium beschijnen met een goed gecollimeerde bundel wit licht. De gereflecteerde intensiteit zal dan verhoogd zijn rond de exacte terugstrooirichting (de richting tegengesteld aan die van het invallend licht). Dit is als volgt in te zien: wanneer we een wanordelijk medium beschijnen met een vlakke lichtbundel zullen lichtgolven het medium indringen en tenslotte, via een meestal groot aantal verstrooiingen, gereflecteerd worden. Een lichtgolf heeft een wanordelijke wandeling gemaakt in het medium en daardoor een bepaalde wanordelijke fasedraaiing ondergaan. Omdat we het medium beschijnen met een vlakke bundel, is er ook een tegengestelde golf die hetzelfde pad bewandelt maar in de omgekeerde richting. Deze golf ondergaat dus precies dezelfde fasedraaiing. Het faseverschil tussen deze twee golven is onafhankelijk van de vorm en aantal verstrooiingen in het pad zolang begin- en eindpunt van het pad hetzelfde blijven. De gereflecteerde intensiteit van een wanordelijk medium wordt dus opgebouwd uit paarsgewijs interfererende puntbronnen op willekeurige afstanden. Alleen in de exacte terugstrooirichting geldt dat voor alle gepaarde puntbronnen de interferentie constructief is, en in die richting zal de gereflecteerde intensiteit het grootst zijn. Voor richtingen die een hoek maken met de terugstrooirichting, zullen de interferentie patronen van de puntbronnen elkaar uitmiddelen. De interferentie geeft aanleiding tot een typerende vorm van de gereflecteerde intensiteit, namelijk een kegelvorm. Dit interferentie effect wordt om deze reden de terugstrooikegel genoemd.
...

P. N. den Outer

1995

05/1995

Thesis advisor: A. Lagendijk

148

University van Amsterdam