光的散射ppt课件

1、6.3光的散射光的散射 当光束经过均匀的透明介质时，从侧面是难以看到光的。但当光束经过不均匀的透明介质时，那么从各个方向都可以看到光，这是介质中的不均匀性使光线朝四面八方散射的结果，这种景象称为光的散射。 例如，当一束太阳光从窗外射进室外内时，我们从侧面可以看到光线的径迹，就是由于太阳光被空气中的灰尘散射的缘故。 1 光的散射景象光的散射景象 小妨碍物使波发生散射，较大物体使波发生反射，小妨碍物使波发生散射，较大物体使波发生反射，边缘部分发生衍射。边缘部分发生衍射。 按不均匀团块的性质、散射可按不均匀团块的性质、散射可分为两大类：分为两大类： 1悬浮质点的散射：如胶体、乳浊液、含有烟、悬浮质点

2、的散射：如胶体、乳浊液、含有烟、雾、灰尘的大气中的散射必于此类。雾、灰尘的大气中的散射必于此类。 2分子散射：即使非常纯真的液体或气体，也能分子散射：即使非常纯真的液体或气体，也能产生比较微弱的散射，这是由于分子热运动构成密产生比较微弱的散射，这是由于分子热运动构成密度的部分涨落引起的，这种散射，称为分子散射，度的部分涨落引起的，这种散射，称为分子散射，物质处临界点时密度张落很大，光线照射在其上，物质处临界点时密度张落很大，光线照射在其上，就会发生剧烈的分子散射，这种景象叫做临界乳光。就会发生剧烈的分子散射，这种景象叫做临界乳光。2 四射区别散射、反射和衍射 把线度小于光的波长的微粒对入射光的

3、散射，称为瑞利散射Rayleigh scattering。 瑞利散射不改动原入射光的频率。3 瑞利散射 瑞利定律的适用条件是散射体的尺度比光的波瑞利定律的适用条件是散射体的尺度比光的波长小，在这条件下作用在散射体上的电场可视为长小，在这条件下作用在散射体上的电场可视为交变的均匀场，散射体在这样的极化，只感生电交变的均匀场，散射体在这样的极化，只感生电偶极矩而无更高级的电矩。偶极矩而无更高级的电矩。 较大颗粒对光的散射不服从瑞利的较大颗粒对光的散射不服从瑞利的的四次方的四次方反比律。反比律。20cosIIzyzxOC0IIy)cos1 (20 II5 散射光的强度散射光的强度 按照介质不均匀构造

4、的性质，散射可以分为以下两大类：1 悬浮微粒的散射或廷德尔J.Tyndall，1820-1893散射，例如在胶体、乳浊液以及含有烟、雾或灰尘的大气中的散射。2 分子散射molecular scattering，这是由于分子热运动构成的密度部分涨落而引起的光的散射。例如，即使是光学性质完全均匀的物质，当它处在临界点附近时，密度涨落很大，光照射在其上就会发生剧烈的分子散射，这就是所谓临界乳光景象。6 两种散射两种散射海市蜃楼问：天空为什么是蓝的？旭日和夕阳为什么是红的？云为什么是白的？答：首先，白昼天空之所以是亮的，完全是大气答：首先，白昼天空之所以是亮的，完全是大气散射阳光的结果。假设没有大气，

5、即使在白昼，散射阳光的结果。假设没有大气，即使在白昼，人们仰观天空，将看到光辉夺目的太阳悬挂在漆人们仰观天空，将看到光辉夺目的太阳悬挂在漆黑的背景中。这景象是宇航员司空见惯了的。由黑的背景中。这景象是宇航员司空见惯了的。由于大气的散射，将阳光从各个方向射向察看者，于大气的散射，将阳光从各个方向射向察看者，我们才看到了光亮的天穹，按瑞利定律，白光中我们才看到了光亮的天穹，按瑞利定律，白光中的短波成分蓝紫色遭到散射比长波成分红的短波成分蓝紫色遭到散射比长波成分红黄色剧烈得多，散射光乃因短波的富集而呈蔚黄色剧烈得多，散射光乃因短波的富集而呈蔚蓝色。瑞利曾对天空中各种波长的相对光强作过蓝色。瑞利曾对天

6、空中各种波长的相对光强作过丈量，发现与反比律颇相吻合。大气的散射一部丈量，发现与反比律颇相吻合。大气的散射一部分来自悬浮的尘埃，大部分是密度涨落引起的分分来自悬浮的尘埃，大部分是密度涨落引起的分子子 散射，后者的尺度往往比前者小得多，瑞利反散射，后者的尺度往往比前者小得多，瑞利反比律的作用更加明显。所以每当大雨初霁、玉宇、比律的作用更加明显。所以每当大雨初霁、玉宇、廓清了尘埃的时候，天空总是蓝得格外美丽得意，廓清了尘埃的时候，天空总是蓝得格外美丽得意，其道理就在这里其道理就在这里.一天天空变化 由于白光中的短成分被更多地散射掉了，在直射由于白光中的短成分被更多地散射掉了，在直射的日光中剩余较多的自然是长波成分了。早晚阳光以的日光中剩余较多的自然是长波成分了。早晚阳光以很大的倾角穿过大气层，阅历大气层的厚度要比中午很大的倾角穿过大气层，阅历大气层的厚度要比中午时大得多，从而大气的散射效应也要剧烈得多，这便时大得多，从而大气的散射效应也要剧烈得多，这便是旭日初升时颜色显得特别殷红的缘由。是旭日初升时颜色显得特别殷红的缘由。 白云是大气白云是大气中的水滴组成的，由于这些水滴的半径与可见光的波中的水滴组成的，由于这些水滴的半径与可见光的波长相比已不算太小了，瑞利定律不再适用，按米长相比已不