Рассеяние света

Рассеяние света — это изменение пространственного распределния света при его взаимодействии с веществом. Проходящий через вещество свет возбуждает колебания электронов, которые становятся источниками вторичных волн, распространяющихся по всем направлениям. Вторичные волны когерентны. Если вещество однородное, то в результате сложения эти волны гасят друг друга во всех направлениях, кроме направления первичной световой волны. Рассеяния света не происходит. Если вещество имеет очень мелкие неоднородности (сравнимые с длиной световой волны), то вторичные волны дифрагируют на них и дают интерференционную картину с равным распределением интенсивности по всем направлениям. Происходит рассеяние света. Такие среды с оптической неоднородностью называют мутными средами. К ним относятся дымы, туманы, суспензии, эмульсии, матовые стекла.

Если размер неоднородностей меньше длины световой волны (< 0,1 λ), то интенсивность рассеянного света

(67.1)

— интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна четвертой степени длины волны (закон Рэлея). Такие неоднородности возникают даже в жидкостях и газах, тщательно очищенных от примесей и загрязнений. Причиной их возникновения являются флуктуации плотности (т. е. наблюдаемые в пределах малых объемов отклонения плотности от ее среднего значения). Эти флуктуации вызваны беспорядочным движением молекул вещества. Поэтому обусловленное ими рассеяние света называют молекулярным.

Молекулярным рассеянием объясняется голубой цвет неба. Согласно закону Рэлея (67.1), высокочастотную (голубую) составляющую спектра лучей Солнца атмосфера рассеивает гораздо сильнее, чем низкочастотную (красную).