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Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 33, Numéro C1, Février-Mars 1972
COLLOQUE INTERNATIONAL DU C. N. R. S.
LA DIFFUSION DE LA LUMIÈRE PAR LES FLUIDES
Page(s) C1-51 - C1-56
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:1972110
COLLOQUE INTERNATIONAL DU C. N. R. S.
LA DIFFUSION DE LA LUMIÈRE PAR LES FLUIDES

J. Phys. Colloques 33 (1972) C1-51-C1-56
DOI: 10.1051/jphyscol:1972110

LIGHT SCATTERING FROM THERMAL FLUCTUATIONS IN DISPARATE MASS GAS MIXTURES

W. S. GORNALL1, 2 and C. S. WANG2

1  Recipient of a National Research Council of Canada Postdoctoral Fellowship 1970-1971
2  Division of Engineering and Applied Physics, Harvard University Cambridge Massachusetts, 02138 U. S. A.


Résumé
La diffusion Rayleigh-Brillouin a été étudiée dans des mélanges gazeux de He et Xe de concentrations différentes. En augmentant la concentration en He, un élargissement prononcé et une modification (réduction) du déplacement de fréquence des composantes Brillouin ont été observés et attribués à un fort couplage entre les ondes sonores et les modes de diffusion de concentration dans le mélange. La solution complète des équations hydrodynamiques décrit correctement les spectres observés et met en évidence l'importance du couplage entre les fluctuations des variables thermodynamiques. Une étude simplifiée de l'interaction entre les fluctuations de pression et de concentration est présentée qui interprète les caractéristiques essentielles du comportement spectral observé.


Abstract
Rayleigh-Brillouin scattering has been studied in a gas mixture of He and Xe at various concentrations. Pronounced broadening and frequency pulling of the Brillouin components is observed with increasing He concentration due to a strong coupling between the sound wave and concentration diffusion modes in the mixture. The complete solution of the hydrodynamic equations accurately describes the observed spectra and reveals the importance of the coupling between the fluctuating thermodynamic variables. A simplified analysis of the interaction between the pressure and concentration fluctuations is given that describes the main features of the observed spectral behavior.