大气层散射的瑞利散射

作者&投稿:幸连 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
大气散射的瑞利散射~

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向的夹角)而变。以□(□)表示单位强度的自然光入射时,单个粒子在□方向单位立体角中散射的光通量,则有: □式中 □为粒子的折射率。瑞利散射具有如下特点:①散射光强与波长四次方成反比。②粒子前半部和后半部的散射光通量相等,按(1+cos□□)的关系分布。③前向(□ =0)和后向(□=180□)的散射光最强,都比垂直方向(□ =90□、270□)强一倍。④前向和后向的散射光与入射光偏振状态相同;而垂直方向的散射光为全偏振,即其平行分量(振动方向与观测平面平行的分量,观测平面系由入射光和散射光组成的平面)为零,只存在垂直分量(图1 瑞利散射的光强分布)。

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;

英国科学家J·W·斯特拉特(1842~1919),在1871年提出他发现的散射原理,部分解释了这个原因,他后来改名J·W·斯特拉特·瑞利[Rayleigh],于是把他发现的原理就定名瑞利散射[Rayleigh Scattering]。
瑞利散射的含义是:对于那些不是“圆球形状”的微粒物质,而且微粒尺度极小,比大多数光的波长小很多的条件下,比如:水分子(H2O)、氧气分子(O2)、二氧化碳气体分子(CO2)等等,它们都是几个圆球组合而成,它们的不规则形状,导致散射光的强度,与反射出去的光波波长[ λ ]的四次方,成反比关系。
这个理论解释了,大气空气出现蓝颜色,是因为微小颗粒,能够把投射在它们上的所有光线挑拣后反射,反射最强烈的是波长较短的“近蓝色光”和蓝色光,远远多于长波光线(例如:红色光)。人类肉眼看到的就是:散射出的蓝色光。但是,瑞利的理论,没有解释天空深蓝颜色的形成原因。当时,普遍认为,空气分子很稀薄,不可能反射均匀的蓝光,空气是透明的,如果能这样反射,地面上看什么都应该是蓝的。
由于瑞利散射的强度与波长四次方成反比,所以太阳光谱中紫光的散射比红光强得多,这就造成大气的散射光谱(散射光能量按波长的分布)对于入射的太阳光谱而言,向短波方向移动。因太阳光谱在短波段中以蓝光能量最大,所以在晴空大气浑浊度小时,在大气分子的强烈散射作用下,天空即呈现蔚蓝色。






大气层散射的瑞利散射
英国科学家J·W·斯特拉特(1842~1919),在1871年提出他发现的散射原理,部分解释了这个原因,他后来改名J·W·斯特拉特·瑞利[Rayleigh],于是把他发现的原理就定名瑞利散射[Rayleigh Scattering]。瑞利散射的含义是:对于那些不是“圆球形状”的微粒物质,而且微粒尺度极小,比大多数光的波长小很多的条...

大气散射光的散射
旭日和夕阳呈现出红色,是因为早晚阳光以大角度穿过大气层,短波长的蓝光和黄光几乎被侧向散射,只有长波长的红光能到达地面观察者,而尘埃的存在更增强了这种散射效应。以上提及的散射光,其波长与入射光相同的,被称为瑞利散射。还有一种并合散射(喇曼散射),其波长与入射光不同,主要用于分子结构研究...

光的散射(瑞利散射、拉曼散射、米氏散射)
瑞利散射主要源于分子或原子的大小与光波长的对比,以及分子密度的波动(图5)。大气层中的散射现象,如蓝天的形成,正是瑞利散射和米氏散射的完美交融。空气污染和微粒大小的不同,使得天空呈现从蔚蓝到浅蓝,再到黄昏时的红色,这背后隐藏的是散射理论的深度应用。拉曼散射(图7)则更为独特,它在散射...

大气散射
在我们日常的视野中,天空的色彩并非简单的蓝色,而是蕴含着大自然的光学秘密——大气散射。这是一种电磁波在穿越大气层时与微粒互动的奇妙现象,让我们深入探究这三大类型的散射过程:瑞利散射、米氏散射与无选择性散射。瑞利散射,就像微小的光粒子在空气中翩翩起舞,当粒子直径远小于光波长时,如氧气和二...

大气散射天空颜色
大气散射现象是由于太阳光在通过大气层时,瑞利散射的强度与波长的关系导致的。这种散射遵循一个关键规则:波长越短,散射强度越强。在太阳光谱中,紫光的波长较短,因此散射比红光更为显著。当阳光穿过清澈的天空时,短波段的蓝光受到强烈散射,使得天空呈现出我们所熟悉的蔚蓝色。然而,当大气浑浊时,如...

瑞利散射解释天空蓝色
瑞利散射是由英国物理学家瑞利命名的,它描述了当光波遇到比自己波长还要小的粒子时发生的散射现象。这种散射的光强度与光波长的四次方成反比。在白天,太阳高悬天际,太阳光穿越大气层时,蓝光由于波长短,与空气分子发生的瑞利散射更为显著。这导致散射的蓝光遍布天空,造成我们看到的蓝色天空。然而,太阳...

大气的散射作用
大气层散射就是蓝色天空蓝色的光,严格定义是波长[0.450-0.495微米]的光线,通常波长[0.440-0.515微米]左右的光线,人类的肉眼都会感觉是“蓝”,波长比蓝光更长是绿色光,更短是紫色光。大气电离层 后来,科学家进一步研究,发现原来瑞利散射现象仅存在微小颗粒中,大颗粒没有此现象,空气中最大的...

蓝天与夕阳-瑞利散射
白天,太阳在头顶,当太阳光经过大气层时,与空气分子(其半径远小于可见光的波长)发生瑞利散射,因为蓝光比红光波长短,瑞利散射发生得比较激烈,被散射的蓝光布满了整个天空,从而使天空呈现蓝色,但是太阳本身及其周围呈现白色或黄色,是因为此时看到更多的是直射光而不是散射光,所以日光的颜色(白色)...

瑞利散射解释天空是蓝色的
天空是蓝色的原因(瑞利散解释):由于波长较短的光比波长较长的光更容易被大气散射,所以天空看起来是蓝色的。大气对波长较短的光的吸收也比较强,傍晚的阳光穿透过厚厚的大气层时,蓝,紫光大部分被吸收了,剩下红,橙光透过大气射入我们的眼睛,所以傍晚的阳光较红。瑞利散射(Rayleigh scattering)由...

大气层散射的瑞利散射
大气层散射的瑞利散射  我来答 1个回答 #热议# 作为女性,你生活中有感受到“不安全感”的时刻吗?退潮缚叹1 2021-05-15 · TA获得超过209个赞 知道答主 回答量:119 采纳率:100% 帮助的人:29.8万 我也去答题访问个人页 关注 展开全部 已赞过 已踩过< 你对这个回答的评价是? 评论 ...

南城县13684264284: 大气散射的瑞利散射 -
众青尤靖: 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...

南城县13684264284: 瑞利散射的详细的标准解释 -
众青尤靖: 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...

南城县13684264284: 天为什么是蓝色 科学解释天空为何呈现蓝色? -
众青尤靖: 当太阳光照射到地球大气层上时,光线会被散射.而散射的光线中,波长较短的蓝光散射得更孝并并强,因此天空呈现蓝色.这个过程被称为“瑞利散射”. 瑞利散射是由于大气层中的气体分子会将入射的光线吸收和再辐射.当太阳光线进入大...

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南城县13684264284: 为什么天是蓝色的 -
众青尤靖: 天空是蓝色的主要原因就是一句话:是因为光的瑞利散射.瑞利散射的定义如下:它是半径比光或其他电磁辐射的波长小很多的微小颗粒(例如单个原子或分子)对入射光束的散射.瑞利散射在光通过透明的固体和液体时都会发生,但以气体最...

南城县13684264284: 从物理的角度讲天空为什么是蓝色的? -
众青尤靖: 我记得我曾经在书上看过,大概的意思是这样:大气中有许多微小的水滴之类的东西,当光线从大气外进来的时候,由于阳光由多个波段的光线组成,红光等长波段的光发生衍射,大部分透过大气,而像蓝光这样的频率高,波长短的光线就会在那些水滴等物质上发生散射,造成的结果就是天空是蓝色的.我知道的大概就这么多了,希望对你有帮助

南城县13684264284: 为什么晚霞是红色的? -
众青尤靖: 就是瑞利散射啊……早晨和傍晚,在日出和日落前后的天边,时常会出现五彩缤纷的彩霞.朝霞和晚霞的形成都是由于空气对光线的散射作用.当太阳光射入大气层后,遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒,就会发生散射.这些大气分子和微...

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