瑞利散射

定义:Rayleigh散射是气体分子主要由气体分散的光颗粒(有时也通过固体和液体)的现象。第一次注意到这种光的散射瑞利勋爵在1871年并因此命名。

基本上,当电磁光通过空气传播时,所以介质(空气)分子内电子的前后运动在其内部产生振荡电场。

因此,当允许光子通过这些分子传递时,一些光子被吸收,然后通过空气分子沿多个方向重新翻转。这被称为瑞利散射

散射强度取决于光的波长和负责散射的粒度。

值得注意的是,散射不是由于碰撞而发生的,而是由于光子和介质中的粒子之间的电磁相互作用的结果。

散射光

蓝色的天空外观是由于大气中的阳光散射

我们知道光学粒子在繁殖期间撞击了大气的分子。然后,入射光的电磁场重新分配分子电荷。这导致分子的振动和电荷开始与辐射频率振荡。

但这种相互作用有点改变了入射光的极化。由于这种光能的一些光能被大气的分子吸收。然后在不同方向上重新辐射这种能量,导致光的散射,更具体地,称为瑞利散射

瑞利散射定律

Rayleigh散射法指出光的散射量与波长的第四功率成反比。它由:EQ1.

这意味着,在波长短的情况下,由于两者之间的逆关系,光更可能散射与较长波长相比。在大气中瑞利散射

我们知道蓝色的波长小于红色。因此,由于较短的波长,蓝光散射比红光相对较多。这就是为什么天空出现蓝色而不是任何其他颜色的原因。

现在,问题来了,在所有的颜色中,紫色的波长是最小的。那么,为什么天空不是紫色的呢?

蓝色天空

我们意识到紫罗兰色波长最短的事实。根据瑞利散射法,最短波长的光芒最短。不过,这天空看起来很蓝但不是紫色。

这是因为由于太阳发射的光的光谱对于所有波长不均匀,并且由大气吸收高度吸收。因此,在天空中产生较少紫罗兰的视觉。甚至人类的眼睛甚至对紫罗兰色也不敏感。

这是因为人眼中的视网膜由基本上3种类型的彩色锥体或杆组成。这些是红色,绿色和蓝色。这些杆具有比任何其他颜色更有效地响应这些光的倾向。通过构建各种刺激,人的视觉系统允许它识别各种颜色。

因此,我们视网膜上的红色和绿色视锥不能识别其他颜色,因为这些颜色不太分散。然而,蓝色视锥细胞在特定波长附近对颜色表现出更好的刺激。同样由于较短的波长,蓝色拥有更好的散射,我们的眼睛看到天空的浅蓝色。

瑞利散射在光纤中

通过光纤散射透射光是在制造时纤维中的不均匀性和缺陷的结果。如我们所知,玻璃纤维是分子随机连接的组成。

由于这个原因,结构中的一些区域可含有高或低分子密度。这导致纤维内部不同点处的材料的折射率的变化。

折射率的变化导致透射光的瑞利散射。

基本上,光的光被吸收在不同的方向上辐射,因此被称为光的散射。

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