Рассеяние света.

Плоская волна с длиной l распространяется в однородной среде, в направлении указанном на рис. сплошными стрелками. Если взять два одинаковых объема по размерам и форме, а в остальном произвольных (условия отражения, и т.д.), то под действием электрического поля падающей световой волны происходит смещение электрических зарядов в частицы среды. Вследствие этого, в объемах V и V^* возникают электрические дипольные моменты, которые изменяются во времени с той же частотой, какую имеет поле падающей волны. Колебания электрических моментов создают вторичные электромагнитные волны.

Объемы V и V^* в этом случае становятся источниками электромагнитных волн. Амплитуды этих волн одинаковы, а фазы смещены на величину, зависящую от положения рассматриваемых объемов.

Рассматривая объемы, рассеянные под углом Q к направлению падающего света (Q - угол рассеяния). Поскольку положение объемов V и V^* произвольно, то их можно расположить на таком расстоянии l один от другого, что испускаемые ими волны будут иметь противоположные фазы. Для этого необходимо выполнение условия

Такие величины гасят друг друга и никакого рассеяния света в направлении Q наблюдаться не будет. При Q = 0 будут наблюдаться световые волны.

Согласно формулы Рэлея, перемещения молекул в объемах V и V^* создают беспорядочное смещение фаз, испускаемых или вторичных волн. Такие волны являются некогерентными. При их суммировании они гасят друг друга.

Полная интенсивность света в данном направлении представляет собой сумму интенсивностей световых волн, рассеянных каждой из молекул.

В данной формуле не учтено, что молекулы находятся на расстояниях, больших длины волны l. Помимо этого не учтено тепловое движение молекул. Таким образом, формула Рэлея работает только для сильно разреженных газов. Также не учтено молекулярное рассеяние света.