《光的散射课件》PPT课件.ppt

6.3光的散射,当光束通过均匀的透明介质时，从侧面是难以看到光的。但当光束通过不均匀的透明介质时，则从各个方向都可以看到光，这是介质中的不均匀性使光线朝四面八方散射的结果，这种现象称为光的散射。 例如，当一束太阳光从窗外射进室外内时，我们从侧面可以看到光线的径迹，就是因为太阳光被空气中的灰尘散射的缘故。,1 光的散射现象,小障碍物使波发生散射，较大物体使波发生反射，边缘部分发生衍射。 按不均匀团块的性质、散射可分为两大类： （1）悬浮质点的散射：如胶体、乳浊液、含有烟、雾、灰尘的大气中的散射必于此类。 （2）分子散射：即使十分纯净的液体或气体，也能产生比较微弱的散射，这是由于分子热运动造成密度的局部涨落引起的，这种散射，称为分子散射，物质处临界点时密度张落很大，光线照射在其上，就会发生强烈的分子散射，这种现象叫做临界乳光。,2 四射区别,散射、反射和衍射,把线度小于光的波长的微粒对入射光的散射，称为瑞利散射（Rayleigh scattering）。 瑞利散射不改变原入射光的频率。,3 瑞利散射,Rayleigh scattering,瑞利定律的适用条件是散射体的尺度比光的波长小，在这条件下作用在散射体上的电场可视为交变的均匀场，散射体在这样的极化，只感生电偶极矩而无更高级的电矩。 较大颗粒对光的散射不遵从瑞利的的四次方反比律。,4 散射光的偏振性,5 散射光的强度,按照介质不均匀结构的性质，散射可以分为以下两大类： (1) 悬浮微粒的散射或廷德尔（J.Tyndall，1820-1893）散射，例如在胶体、乳浊液以及含有烟、雾或灰尘的大气中的散射。 (2) 分子散射（molecular scattering），这是由于分子热运动造成的密度局部涨落而引起的光的散射。例如，即使是光学性质完全均匀的物质，当它处在临界点附近时，密度涨落很大，光照射在其上就会发生强烈的分子散射，这就是所谓临界乳光现象。,6 两种散射,海市蜃楼,问：天空为什么是蓝的？旭日和夕阳为什么是红的？云为什么是白的？,答：首先，白昼天空之所以是亮的，完全是大气散射阳光的结果。如果没有大气，即使在白昼，人们仰观天空，将看到光辉夺目的太阳悬挂在漆黑的背景中。这景象是宇航员司空见惯了的。由于大气的散射，将阳光从各个方向射向观察者，我们才看到了光亮的天穹，按瑞利定律，白光中的短波成分（蓝紫色）遭到散射比长波成分（红黄色）强烈得多，散射光乃因短波的富集而呈蔚蓝色。瑞利曾对天空中各种波长的相对光强作过测量，发现与反比律颇相吻合。大气的散射一部分来自悬浮的尘埃，大部分是密度涨落引起的分子 散射，后者的尺度往往比前者小得多，瑞利反比律的作用更加明显。所以每当大雨初霁、玉宇、澄清了尘埃的时候，天空总是蓝得格外美丽可爱，其道理就在这里.,一天天空变化,由于白光中的短成分被更多地散射掉了，在直射的日光中剩余较多的自然是长波成分了。早晚阳光以很大的倾角穿过大气层，经历大气层的厚度要比中午时大得多，从而大气的散射效应也要强烈得多，这便是旭日初升时颜色显得特别殷红的原因。 白云是大气中的水滴组成的，因为这些水滴的半径与可见光的波长相比已不算