Дисертація присвячена дослідженню властивостей електромагнітного випромінювання, розсіяного випадковими дисперсними середовищами, що складаються з частинок різної морфології та різноманітного хімічного складу. Це дослідження ґрунтується на результатах чисельного моделювання з використанням чисельно точних методів теорії переносу випромінювання і чисельно точних прямих розв'язків макроскопічних рівнянь Максвелла. Результати чисельного моделювання використовуються для інтерпретації низки спостережень атмосфер і поверхонь тіл Сонячної системи. У скалярному випадку запропонованo новий чисельно точний ефективний метод визначення поля випромінювання всередині плоскопаралельних багатошарових середовищ. З використанням цього методу та розробленого комплексу обчислювальних програм проведено аналіз вимірювань освітленості в атмосфері Венери, виконаних на автоматичних міжпланетних станціях "Венера-11, -13 та -14". Показано, що зареєстровані в результаті телевізійного експерименту зміни освітленості на поверхні Венери можна пояснити значними швидкими змінами оптичної товщини тільки хмарного шару Венери, для яких отримані відповідні кількісні оцінки. На прикладі хмарного шару Юпітера отримані кількісні дані, які вказують на сильний вплив форми частинок на оцінки їх показника заломлення, розміру і структури хмарного шару, знайдені з інтерпретації даних поляриметричних і фотометричних спостережень. Отримано кількісні оцінки залежностей характеристик когерентного зворотного розсіяння від форми, розміру, показника заломлення частинок, що містяться в розріджених випадкових середовищах. Показано, що ефект когерентного зворотного розсіяння реголітними поверхневими шарами, що містять субмікронні частинки, може бути однією з причин фотометричних опозиційних ефектів, які спостерігаються для деяких яскравих безатмосферних тіл Сонячної системи. З використанням Т-матричного методу, чисельно точного розв'язку векторного рівняння переносу випромінювання та теорії когерентного зворотного розсіяння виконано інтерпретацію результатів радарних поляризаційних спостережень кілець Сатурна в довжині хвилі 12.6 см. На основі результатів прямих чисельно точних розв'язків рівнянь Максвелла показано, що сукупність всіх ефектів, передбачених теорією переносу випромінювання і теорією когерентного зворотного розсіяння для розріджених середовищ, має місце і в разі щільноупакованих розсіюючих середовищ з щільністю упаковки, типовою для реголітних поверхневих шарів небесних тіл і штучних середовищ, що досліджувались у лабораторіях. Для вивчення впливу нерегулярностей поверхні частинки на її світлорозсіюючі характеристики запропоновано та досліджено нову модель у вигляді мікроскопічних сферичних пилинок, випадково розташованих на поверхні сферичної частинки більшого розміру.
