散射的瑞利散射

作者&投稿:刘房 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
什么是瑞利散射及其主要特点是什么?~


以光和粒子的尺寸区分米氏散射和瑞利散射。

按粒子同入射波波长(λ)的相对大小不同,可以采用不同的处理方法:当粒子尺度比波长小得多时,可采用比较简单的瑞利散射公式;当粒子尺度与波长可相比拟时,要采用较复杂的米散射公式;当粒子尺度比波长大得多时,则用几何光学处理。

把粒子尺度和波长的比例设为x,以如下公式作为判别标准:

r是粒子半径;
λ是波长;

当x<1时,用瑞利散射处理;当x≥1时,用米氏散射处理。

科技名词定义中文名称:瑞利散射英文名称:Rayleigh scattering 其他名称:分子散射
定义1:尺度远小于入射光波长的粒子所产生的散射现象。根据英国物理学家瑞利(Lord John William Rayleigh,1842—1919)研究指出,分子散射强度与入射光的波长四次方成反比,且各方向的散射光强度是不一样的。 应用学科:大气科学(一级学科);大气物理学(二级学科)。
定义2:在介质中传播的光波,由于材料的原子或分子结构随距离变化而引起的散射。 应用学科:通信科技(一级学科);通信原理与基本技术(二级学科) 。
瑞利,十九世纪最著名的物理学家之一,1842年11月12日出生于英国的莫尔登。据说,瑞利刚开始上学时并不用功,他虽然人很聪明,可却十分贪玩,学习成绩一直平平。10岁那年曾连续两次逃学,为此,他的爸爸妈妈很替他着急,为了孩子的前途,他们决定迁居伦敦。环境的改变,对瑞利的成长起到了良好的作用。另外,瑞利的父母还特地为他聘了一名家庭女教师,从此瑞利一改以前贪玩的习性,一心埋进书本中。
瑞利对物理学做出了很大的贡献,他在声学、波的理论、光学、光的散射、电力学、电磁学、水力学、液体流动理论方面都做出了不可磨灭的贡献,1904年,他因和拉姆塞同时发现了惰性元素氩(Ar)而荣获了该年度的诺贝尔物理学奖。 1871年,瑞利在经过反复研究,反复计算的基础上,提出了著名的瑞利散射公式,当光线入射到不均匀的介质中,如乳状液、胶体溶液等,介质就因折射率不均匀而产生散射光。
瑞利研究表明,即使是均匀介质,由于介质中分子质点不停的热运动,破坏了分子间固定的位置关系,从而也产生一种分子散射,这就是瑞利散射。瑞利经过计算认为,分子散射光的强度与入射光的频率(或波长)有关,即四次幂的瑞利定律正午时,太阳直射地球表面,太阳光在穿过大气层时,各种波长的光都要受到空气的散射,其中波长较长的波散射较小,大部分传播到地面上。而波长较短的兰,绿光,受到空气散射较强,天空中的兰色正是这些散射光的颜色,因此天空会呈现蓝色。
正是由于波长较短的光易被散射掉,而波长较长的红光不易被散射,它的穿透能力也比波长短的蓝、绿光强,因此用红光作指示灯,可以让司机在大雾迷漫的天气里容易看清指示灯,防止交通事故的发生。






散射分为哪三种类型
散射分为瑞利散射、米氏散射和拉曼散射。1、瑞利散射:瑞利散射是大气分子对入射光的散射现象,主要是由于大气分子的大小与光波长在同一数量级上,因此入射光被分散成不同的方向,形成蓝天现象。瑞利散射是当大气中粒子的直径比波长小得多时发生的散射,即微粒半径r<电磁波波长λ时的分子散射,主要由大气...

什么是瑞利散射
瑞利散射是由比光波波长还要小的气体分子质点引起的。散射能力与光波波长的四次方成反比,波长愈短的电磁波,散射愈强烈;如雨过天晴或秋高气爽时,就因空中较粗微粒比较少,青蓝色光散射显得更为突出,天空一片蔚蓝。瑞利散射的结果,减弱了太阳投射到地表的能量,使地面的紫外线极弱而不能作为遥感可用...

拉曼散射与瑞利散射的区别
拉曼散射与瑞利散射的区别是绝大部分光都是瑞利散射,拉曼散射非常弱。对于拉曼散射,一般情况下,反斯托克斯线比斯托克斯线低,因为处于振动基态能级的粒子数远大于振动激发态的粒子数,粒子吸收能量的比例远大于释放能量的比例。所以在拉曼光谱测试中,常测试的是斯托克斯线。晶格中的的光学声子对应有横光学...

瑞利散射相关实验
根据瑞利的计算,散射光的强度与入射光的频率(波长)成四次方关系,这就是著名的瑞利定律。在日常生活中,太阳光穿过大气层时,波长较长的红光受散射影响较小,能直达地面,而短波长的蓝绿光则被散射较多,使天空呈现出蓝色。这也是为什么早晨和傍晚,太阳光斜射时,波长较长的红光更容易穿透大气层,...

简述瑞利散射与拉曼散射的区别
瑞利和拉曼放在一起,分子的固有振动频率为V1,在频率为V0的入射光作用下,V0与V1两种频率的耦合产生了V0、V0+V1和V0-V1三种频率的散射光。频率为V0的散射光即瑞利散射光,后两种散射光对应拉曼散射光,从量子理论来讲,他们都是入射光子和内层电子作用,电子吸收光子能量从低能级跃迁到高能级,...

拉曼光谱
一、拉曼光谱的基本原理 用单色光照射透明样品时,光的绝大部分沿着入射光的方向透过,一部分被吸收,还有一部分被散射。用光谱仪测定散射光的光谱,发现有两种不同的散射现象,一种叫瑞利散射,另一种叫拉曼散射。1.瑞利散射 散射是光子与物质分子相互碰撞的结果。如果光子与样品分子发生弹性碰撞,即光子...

瑞利散射的产生原理是什么?
光电效应是检验这些理论漏洞的一个关键实验。爱因斯坦的光子假设解释光电效应存在问题,无法解释为什么某些频率的光不能产生效应,以及光电子出射方向的异常。事实上,光电子的产生源于库仑力和磁力对原子最外层电子的同步加速,而非光子的相互作用。回到瑞利散射,它揭示的是光在介质中与粒子碰撞后的散射特性...

摄影用光技巧 散射光的原理与应用
因此,天空就是白茫茫的。上图拍摄时天气很好,天空是蔚蓝色的,但是在靠近地面的地方还是有太多的尘埃,远不如高空那样清澈。白色的太阳光包含着从红到蓝紫各色的光,在太阳光经过大气层时,会发生散射,而且主要是与光波长有关的瑞利散射。在这种散射的作用下,短波长(蓝光)的成份被散射掉了,透射...

瑞利散射和米散射之区别
以光和粒子的尺寸区分米氏散射和瑞利散射。按粒子同入射波波长(λ)的相对大小不同,可以采用不同的处理方法:当粒子尺度比波长小得多时,可采用比较简单的瑞利散射公式;当粒子尺度与波长可相比拟时,要采用较复杂的米散射公式;当粒子尺度比波长大得多时,则用几何光学处理。把粒子尺度和波长的比例设...

大气的散射作用
图2.4.2 瑞利散射波长变化 瑞利散射射线分布与(1+cos2φ)有关,为沿入射线方向呈正反向对称分布,再以入射线方向为轴旋转一周呈哑铃型,即为瑞利散射射线强度的三维分布。根据计算,瑞利散射作用在可见光段损失能量约10%。散射照亮天空对遥感探测造成干扰。2.4.2.2 米氏散射 米氏散射与瑞利散...

五华区18640729823: 光的散射的瑞利散射定律 -
禽洋双骨: 散射光的波长与入射光相同,而其强度与波长λ4成反比的散射,称瑞利散射定律,由瑞利于1871年提出.此定律成立的条件是散射微粒的线度小于波长.若入射光为自然光,不同方向散射光的强度正比于1+cos2θ,θ为散射光与入射光间的夹角,...

五华区18640729823: 什么是瑞利散射?
禽洋双骨: 瑞利散射(Rayleighscattering)由英国物理学家瑞利的名字命名.它是半径比光的波长小很多的微粒对入射光的散射.瑞利散射光的强度和入射光波长λ的4次方成反比:公式其中公式是入射光的光强分布函数.也就是说,波长较短的蓝光比波长较长的红光更易散射.

五华区18640729823: 瑞利散射指的是什么呢?
禽洋双骨: 瑞利研究表明,即使均匀介质,由于介质中分子质点不停的热运动,破坏了分子间固定的位置关系,从而也产生一种分子散射,这就是瑞利散射

五华区18640729823: 大气散射的瑞利散射 -
禽洋双骨: 英国科学家J.W.S.瑞利在19世纪末研究天空颜色时提出的.因最初用于解释大气分子对可见光的散射,故又称分子散射.凡是粒子尺度远小于入射波长的散射现象,统称为瑞利散射.这种散射光的强度随不同的散射角 □(入射光方向和散射光方...

五华区18640729823: 瑞利散射的详细的标准解释 -
禽洋双骨: 1871年,瑞利在经过反复研究,反复计算的基础上,提出了著名的瑞利散射公式,当光线入射到不均匀的介质中,如乳状液、胶体溶液等,介质就因折射率不均匀而产生散射光.瑞利研究表明,即使均匀介质,由于介质中分子质点不停的热运动...

五华区18640729823: 瑞利散射原理是怎样的呢?
禽洋双骨: 瑞利散射原理编辑(1)尺度数α散射的程度变化是粒子半径(r)与辐射波长(λ)比例的函数,连同许多其它因子,像极化、角度、以及相干性等等

五华区18640729823: “米氏散射与瑞利散射有什么区别?米氏散射与瑞利散射”
禽洋双骨: “米氏散射”通过大于入射光波波长的颗粒来研究能量,而“瑞利散射”[以 英国物理学家约翰.威廉•斯特拉斯•瑞利(John William Strut, 1842—1919 ) 勋爵三世的名字命名]是通过小于电磁波波长的粒子来研究光是怎样被散射的. “米氏散射”能解释一些现象,比如日落时云彩为什么会呈现红色(在尘埃和水粒子层面的散射),而“瑞利散射”能解释为什么天空是蓝色的(在子层面的 散射).

五华区18640729823: 瑞利散射应用是什么?
禽洋双骨: 瑞利散射应用编辑一个完美控制的激光束能够准确地散射于一个微粒,产生出命定性的结果

五华区18640729823: 为什么可见光中蓝光最容易被散射 -
禽洋双骨:[答案] 因为蓝光波长可见光里最短(其实紫色最短,后面再说) 而瑞丽散射(瑞利散射针对媒介(空气)的粒子小于光波长的1/10情况,而米氏散射针对大于光波长1/10情况)的散射强度与波长的4次方成反比 所以蓝光散射强度远大于别的光 也就是最易被...

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