散射现象及其解释 散射机制的多样性（续) (2)微粒散射 条件：较大的微粒：大气中的水珠、灰尘，透明液体中的杂质等。这些微 粒的线度可以达到a≈λ，微粒之间的距离d>λ或d》入 行为：微粒改变入射波前的振幅分布或相位分布，其行为可以看做一个个 衍射单元。 特点： (a)由于其线度与达到波长量级或更大，衍射效应十分显著。 (b)由于微粒间距远大于波长，位置无规律，且伴随随机的布朗运动，使相 干叠加的结果，从统计平均上看与非相干叠加相同，即单元衍射的光强 直接相加，从而呈现显著的散射效应。 (3)大颗粒散射 条件：大颗粒的线度α>λ，非均匀区域的线度远小于波长，其散射波可以 看做几何光学意义上的反射和透射波，散射光场是单元反射波和透射波的 非相干叠加
散射现象及其解释 散射机制的多样性（续） （2）微粒散射 条件：较大的微粒：大气中的水珠、灰尘，透明液体中的杂质等。这些微 粒的线度可以达到 a ≈ λ，微粒之间的距离 行为：微粒改变入射波前的振幅分布或相位分布，其行为可以看做一个个 衍射单元。 𝑑ሜ > 𝜆 或 𝑑ሜ ≫ 𝜆 特点： (a) 由于其线度与达到波长量级或更大，衍射效应十分显著。 (b) 由于微粒间距远大于波长，位置无规律，且伴随随机的布朗运动，使相 干叠加的结果，从统计平均上看与非相干叠加相同，即单元衍射的光强 直接相加，从而呈现显著的散射效应。 （3）大颗粒散射 条件：大颗粒的线度 a >> λ，非均匀区域的线度远小于波长，其散射波可以 看做几何光学意义上的反射和透射波，散射光场是单元反射波和透射波的 非相干叠加
瑞利散射和米氏散射 瑞利散射定律 瑞利散射实验 散射物质 实验条件：平行白光入射于牛奶 白光 与水的混合液中。 散射光 实验现象： 瑞利散射实验装置 (1)正侧向(x方向)散射光：青蓝色 短波成分居多。 (2)平行向(z方向)透射光：偏红色 长波成分居多。 瑞利散射定律 应用条件：散射微粒的几何线度远小于波长时（α</10）。 定律描述：散射过程不改变入射光的波长，但散射光的强度随入射光 的波长不同而不同，其关系可表述为 散射光方向 0π/2时的散射光强 1lo)coc元 I(0)=1(1+cos8) 向
瑞利散射和米氏散射 瑞利散射定律 瑞利散射实验 瑞利散射实验装置 x l z 散射光 散射物质 实验条件：平行白光入射于牛奶 白光 与水的混合液中。 实验现象： （1）正侧向（x方向）散射光：青蓝色——短波成分居多。 （2）平行向（z方向）透射光：偏红色——长波成分居多。 瑞利散射定律 应用条件：散射微粒的几何线度远小于波长时(a < λ/10)。 定律描述：散射过程不改变入射光的波长，但散射光的强度随入射光 的波长不同而不同，其关系可表述为： 4 4 1 I( ) 0 I I ( ) (1 cos ) = + z θ x 散射光 rs 方向 入 射 光 方 向 Ip/ 2 I (Q ) θ=π/2时的散射光强