光的散射-四川大学.PDFVIP

四川大学精品课程《光学》 §8.4 光的散射 一．光散射现象 光的散射——因介质的非均匀性，使光能不只沿定向，同时还沿若干其它方向传播的现象。 按照引起介质光学非均匀性的原因，可将光的散射分为两大类： 1. 悬浮微粒的散射 其中，当悬浮微粒的线度小于十分之一波长时产生的散射——瑞利散射； 当悬浮微粒的线度接近或大于波长时产生的散射——米氏散射。 2. 在纯净介质中的散射——分子散射 二．瑞利散射 1．瑞利散射定律 如果混浊介质的悬浮微粒线度为波长的十分之一，散射光强度与光波长的四次方成反比， 即 1 I 0 ∝ 4 ——瑞利散射定律 λ 表明：光波长愈短，其散射光强度愈大。 思考：利用瑞利散射定律，可以解释若干自然现象 (1) 天空为什么呈现蓝色呢？ (2) 为什么正午的太阳基本上呈白色，而旭日和夕阳却呈红色？ 2 ．瑞利散射光的强度角分布及偏振态 x x A ′ x Ax P Iθ θ θ z θ z e e 图 8.4-3 散射光的振幅 图 8.4-4 自然光产生的散射光强的角分布 四川大学精品课程《光学》 I I I E ( =+ ) =+I( ) θy + x 12 cos 2θ 1 cos 2θ 讨论： (1) 散射光强Iθ 随散射角 θ不同而变化。 (2) 散射光的偏振态在不同方向也不相同。不同方向散射光的偏振度为 I −I 2 2 I −I cos θ sin θ P M m I +I I +I cos2 θ 1+cos2 θ M m π 表明：θ= 0 或 π时，P=0 ，即沿着或逆着入射光方向的散射光为自然光，θ= ± 时，P =1 ， 2 即与入射光垂直的方向上，散射光为线偏振光