光的散射（瑞利散射、拉曼散射、米氏散射）
探索光的奇妙之旅：瑞利散射、米氏散射与拉曼散射的奥秘
当光线穿越光学介质的不均匀领域，我们观察到的现象就是散射——光线四散传播，如同光线在介质中的狂欢。这种现象由介质内部的次波和非相干叠加共同塑造，如同一场光的交响乐。
散射的分类
让我们深入剖析两种关键的散射类型：米氏散射（图2a）和瑞利散射（图3）。米氏散射在大气中起着显著作用，当粒子尺寸接近辐射波长时，散射后的光线呈现灰白调，而非特定颜色。微粒如烟尘、小水滴和气溶胶粒子使得光线在前向方向的强度大于后向，方向性明显。相反，瑞利散射的特点是波长与入射波长相同时，散射光强度与波长的四次方成反比，呈现出哑铃形角分布，赋予天空特有的蔚蓝色调。
当光线与自然光相遇时，散射光的偏振状态也发生了微妙变化。入射光在各方向上变为部分偏振，垂直于入射方向的散射光是线偏振，而沿入射方向的则是自然光，这揭示了散射过程中的微妙量子力学效应。
散射机制的解析
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，它在散射光中引入了新的频率，即斯托克斯线和反斯托克斯线，这在经典电磁理论框架之外，需要量子力学来解释。分子在电场作用下的振动，产生了瑞利散射与斯托克斯项和反斯托克斯项的组合，从而揭示了拉曼散射的量子层面机制（图12）。
结论与启示
光的散射，无论是瑞利、米氏还是拉曼，都是大自然的奇妙馈赠，它们揭示了光与物质交互的深度。通过理解这些现象，我们不仅能欣赏到美丽的天空，也能洞察物质世界的微观奥秘。尽管个人理解有限，但愿这些简要解析能帮助您深化对光散射现象的认识，同时欢迎任何指正和讨论，共同提升我们对光的洞察力。
什么是瑞利散射定律
瑞利散射定律，一种光学现象，属于散射的一种情况，又称分子散射，粒子尺度远小于入射光波长时小于波长的十分之一，其各方向上的散射光强度是不一样的，该强度与入射光的波长四次方成反比，这种现象称为瑞利散射。瑞利散射规律是由英国物理学家瑞利勋爵于1900年发现的，因此得名，为了要符合瑞利散射的...
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...
散射的瑞利散射
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...
了解什么是拉曼散射光、瑞利散射光。
【答案】：拉曼散射光（RamanScatteringlight）：在光子运动方向发生改变的同时，光子将部分能量转给物质分子，或从物质分子得到能量，物质分子的能量会发生改变瑞利散射光（RayleighScatteringlight）：光子和物质分子碰撞时，未发生能量的交换，仅光子运动方向发生改变。
为什么晴朗的天空呈现蔚蓝色?
太阳光在穿越大气层的时候，大部分的光可以直接穿透过去，但小部分的光因为受到气体分子的影响会发生散射。根据“瑞利散射”（分子散射）原理，大气中的分子对蓝光部分散射效果更加明显。所以，雨后天晴之时，空气中的雾霾、尘埃被雨水带走，空气分子的散射作用更加强烈，所以天空更加显得蔚蓝。
什么是瑞利散射系数
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。海水光散射是指进入海水中的光，一部分被吸收，另一部分发生光波的散射而改变了原来的传播方向，因散射而使光能减弱的量值dI可写成dI=-SIdz，式中S称散射系数（dz是光束通过水层的厚度），海水分子对光的散射属瑞利散射 ...
大气散射瑞利散射
□ 式中 □ 代表粒子的折射率。瑞利散射的特性包括：散射光的强度与波长的四次方成反比，这意味着短波长的光更易被散射。粒子前半部分和后半部分的散射光通量相等，按照（1+cos□□）的规律分布，即散射光在前后方向的强度相对较强。前向（即散射光方向与入射光方向相同，散射角为0°）和后向（...
什么是瑞利散射定律?
瑞利散射 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。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。
太阳中的蓝色和紫色“散射”到天空和大海中,为什么天空与大海呈现出蓝...
正确解释天空为什么是蓝色始于1859年。科学家泰多尔首先发现蓝光要比红光散射强得多，这就是“泰多尔效应”。几年之后，科学家瑞利更详细地研究了这种现象，他发现散射强度与波长的4次方成反比。后来，更多科学家称这种现象为“瑞利散射”。瑞利散射很容易通过下面一个小实验来验证(如图2所示)：用一个盛满...
摄影用光技巧 散射光的原理与应用
实验证明，极微小异质体（异质体线度比入射光波长小很多）产生的散射和分子散射的散射规律与大颗粒异质体散射（丁达尔散射）不同，其散射强度是与入射光的波长有关的，即散射强度与光波波长的四次方成反比，这就是瑞利散射定律。这类散射也称为瑞利散射。瑞利散射时，由于蓝光波长较短，其散射强度就比...
齐姬天晴： 光的散射(scattering of light)是指光通过不均匀介质时一部分光偏离原方向传播的现象.偏离原方向的光称为散射光.散射光波长不发生改变的有丁铎尔散射、分子散射;波长发生改变的有拉曼散射、布里渊散射和康普顿散射等.丁铎尔散射首先由J.丁铎尔研究,是由均匀介质中 的悬浮粒子(如空气中的烟雾、尘埃)以及浮浊液、胶体等引起的散射.真溶液不产生丁铎尔散射,化学中常根据有无丁铎尔散射来区别胶体和真溶液.分子散射是由分子热运动所造成的密度涨落引起的散射.波长发生改变的散射与散射物质的微观结构有关.
泊头市14759246346： 光的散射的瑞利散射定律 - ？
齐姬天晴： 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,...
泊头市14759246346： 什么是光散射效应 - ？
齐姬天晴： 光在传播过程中,遇到两种均匀媒质的分界面时, 会产生反射和折射现象.但当光在不均匀媒质中传播时, 情况就不同了.由于一部分光线不能直线前进,就会向四面八方散射开来,形成光的散射现象.地球周围由空气形成的大气层, 就是这...
泊头市14759246346： 频谱的光谱分类 - ？
齐姬天晴： 按产生方式,光谱可分为发射光谱、吸收光谱和散射光谱. 有的物体能自行发光,由它直接产生的光形成的光谱叫做发射光谱. 发射光谱可分为三种不同类别的光谱:线状光谱、带状光谱和连续光谱.线状光谱主要产生于原子,由一些不连续...
泊头市14759246346： 光散射理论中经典的理论都有哪些? - ？
齐姬天晴： 米散射与瑞利散射
泊头市14759246346： “米氏散射与瑞利散射”有什么区别? ？
齐姬天晴： 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
泊头市14759246346： 为什么白云是白色的? - ？
齐姬天晴： 散射以光和粒子的尺寸的不同可分为米氏散射和瑞利散射.当粒子尺度比波长小得多时,采用瑞利散射,也就是天空的颜色的来源;当粒子尺度与波长可相比拟,比如说云中的小液滴,此时应当采用米氏散射,这是云是白的原因.扩展资料...
泊头市14759246346： 布里渊散射的概念 - ？
齐姬天晴： 在光纤中传播的光波,其大部分是前向传播的,但由于光纤的非结晶材料在微观空间存在不均匀结构,有一小部分光会发生散射.光纤中的散射过程主要有三种:瑞利散射、拉曼散射和布里渊散射,它们的散射机理各不相同.其中,布里渊散射...
泊头市14759246346： 分布式光纤测温系统的原理是什么? - ？
齐姬天晴： 分布式光纤测温主机系统(DTS) (1)、用途:隧道消防火灾监测、地铁高铁火灾监测、电力电缆温度监测、原油、天然气管道泄漏监测等领域.(2)、简介:分布式光纤温度传感系统(DTS),是一种实时、在线、连续的温度在线监测系统.具有...
