光的散射

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4、散射的分类 ① 悬浮质点的散射：如胶体、乳浊液、含 有烟、雾、灰尘的大气中的散射； ② 分子散射：分子热运动造成涨落很大， 光线照射到其上，会发生强烈的分子散 射——临界乳光。
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二、瑞利散射定律
1、瑞利散射定律：散射体的尺度比光波 波长小的时候，散射光的强度与λ4成反 比。 2、米-德拜理论：以球形质点模型（半径 为a）则当ka＜0.3时，瑞利的λ4反比律 是正确的；当较大ka时，散射光强度与 波长的依赖关系就不十分明显。 其中: k=2π/ λ
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（2）频率差ωj与入射光的频率ω0无关，它们与散射物 质的红外吸收频率对应，表征了散射物质的分子振 动频率。 （3）喇曼光谱可以用经典理论作出初步解释，入射 光场作用下分子获得感应电偶极矩，其发生振荡 (ωj )，从而产生伴线。但其很不完善，要用量子理 论才能完全解释。
p=αε0E α=α0+αjcosωj t E=E0 cosω0 t p= α0 ε0E0cosω0 t+ αjε0E0cosωj tcosω0 t = α0 ε0E0cosω0 t+ (αjε 0E0 /2)[ cos(ω0 － ωj ) t＋ cos(ω0 + ωj ) t] 即：感应电偶极矩的变化频率有ω0 、 ω0 ± ωj 、三
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3、散射与衍射、反射和折射之间的关系 ① 惠更斯次波源假说； ② 散射的次波波源是真实存在的——分 子 中的电子作受迫振动，发出相干光； ③ 均匀媒质中，次波相干迭加的结果只 剩下遵循几何光学规律的光线，沿其余 方向的振动完全抵消； ④ 非均匀媒质中，次波相干迭加的结果， 除了按几何光学规律传播的光线外，其 它方向或多或少也有光线存在——散射 光。
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三、喇曼散射
1、瑞利散射不改变原入射光的频率，在液体和 晶体内的散射时，发现散射光中除了与入射 光原有频率ω0相同的瑞利散射线外，普线两 侧还有频率为ω0 ± ω1 、 ω0 ± ω2 、 …等散 射线存在，这种现象称为喇曼散射。 2、喇曼光谱 （1）在每条原始入射谱线（频率ω0 ）两旁都 伴有频率差相等的散射谱线，在长波一侧的 （频率为ω0 － ωj ）称为红伴线或斯托克斯线， 在短波一侧的（频率为ω0 ＋ ωj ）称为紫伴线 或反斯托克斯线。
种，后两种正是喇曼光谱中的伴线。
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（4）喇曼散射的应用
能迅速测定分子的固有频率，判断 分子的对称性，分子内部的力的大小及 一般有关分子动力学的性质。 分子光谱本在红外波段，喇曼效应 把它转到可见光和紫外波段来研究，它 已成为分子光谱学中红外吸收方法的一 个重要补充，是光谱学中的一个分支。
15Байду номын сангаас
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3、为什么天空是蓝的、旭日和夕阳是 红的、而白云是白的？ 结合瑞利 λ4反比散射定 律与德拜理论 进行解释。
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中科院紫金山天文台研究员王思潮解释，“红月亮”归功于 暗红色的光，其实就是照射到月面上的太阳光。在地球周围有层 像薄纱似的透明度较好的大气层，阳光从地球侧面的大气中穿行 时，是先从空间进入大气层，然后，又由大气层进入空间，这样 就产生了两次折射，结果和光线透过凸透镜相仿，有点向内弯， 向地心方向偏折的聚合光线就照到月亮上去了。 • 王思潮进一步解释，太阳光是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、 紫各种颜色的光线混合成的。当太阳光经过地球上的大气层被折 射到地球背后影子里去的时候，它们都受到大气层中极其微小的 大气分子的散射和吸收。像黄、绿、蓝、靛、紫等色的光波比较 短，在大气中受到的散射影响比较大，它们大部分都向四面八方 散射掉了；红色的光线波长比较长，受到散射的影响不大，可以 通过大气层穿透出去,折射到躲在地球影子后面的月亮上。所以， 在月全食时，公众看到的月亮是暗红色的，即所谓的“红月亮”。 • 王思潮表示，虽然不如日全食时天空一片漆黑那么壮观，但 月全食时，“红月亮”也是非常美妙的场景，非常值得观测。
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光的散射
一、散射与媒质不均匀性尺度的关系
1、散射的基本概念 光在媒质中传播的过程中，不完全 沿着原来的方向传播，沿着四面八方或 多或少都有光线存在的现象，称为光的 散射。
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2、媒质的均匀性与不均匀性 均匀性是指媒质沿着各个方向，各 个位置的密度分布是一样的，不均匀性 是指媒质中不同的位置密度分布是不一 样的。 媒质的均匀性和不均匀性是一个相 对的概念，涉及到其观测的尺度的水平。 从微观的角度考虑，没有任何物质是均 匀的，甚至连分子和原子内部也一样， 这里的均匀性与不均匀性是以光波波长 为尺度来衡量的（10-5㎝水平上）。