在光學性質(zhì)均勻的介質(zhì)中或兩種折射率不同的均勻介質(zhì)的界面上,,無論光的直射,、反射或折射,都于在特定的一些方向上,,而在其他方向光強則等于零,,光線將沿原有的方向傳播而不發(fā)生散射現(xiàn)象。當光線從一均勻介質(zhì)進入另一均勻介質(zhì)時,,根據(jù)麥克斯韋電磁場理論,,它只能沿著折射光線的方向傳播,這是由于均勻介質(zhì)中偶極子發(fā)出的次波具有與人射光相同的頻率,,并且偶極子發(fā)出的次波間有一定的位相關(guān)系,,它們是相干的,在非折射光的所有方向上相互抵消,,所以只發(fā)生折射而不發(fā)生散射,。但當光線通過不均勻的介質(zhì)而偏離其原來的傳播方向,發(fā)生光的散射,。
光學性質(zhì)的不均勻可能是由于均勻物質(zhì)中散布著折射率與它不同的其他物質(zhì)的大量微粒,,也可能是由于物質(zhì)本身的組成部分(粒子)的不規(guī)則聚集;例如塵埃,、煙,、霧、懸浮液,、乳狀液以及毛玻璃等,。這種渾濁物質(zhì)的特征是:這些雜志微粒的線度一般來說比光的波長小,,它們彼此之間的距離比波長大,而且排列毫無規(guī)則,。因此,,它們在光作用下的振動彼此間沒有固定的相位關(guān)系。在任何觀察點所看到的總是它們所發(fā)出的次級輻射的不相干疊加,,各處均不會相消,,從而形成了散射光。
如果在均勻介質(zhì)中摻入一些大小為波長數(shù)量級且雜亂分布的顆粒物質(zhì),,它們的折射率與周圍均勻介質(zhì)的折射率不同,,如膠體溶液、懸乳液,、乳狀物等,,原來均勻介質(zhì)的光學均勻性遭到破壞,次波干涉的均勻性也受到破壞,。這種含有不均勻無規(guī)則分布的顆粒物質(zhì)的介質(zhì)引起了光的散射,,稱為丁達爾散(Tyndall)。
有些介質(zhì)表面看來均勻純凈,,但在均勻介質(zhì)內(nèi)部由于密度的起伏(介質(zhì)中存在著局部密度和平均密度之間統(tǒng)計性的偏離)而破壞了其光學均勻性,,也會引起光的散射,例如大氣散射,,這種散射稱為分子散射,。當物質(zhì)處在氣、液二相的臨界點時密度漲落很大,,光波照射其上就會產(chǎn)生強烈的分子散射,這種散射光稱為臨界乳光,。
上述二種散射(丁達爾散射和分子散射),,其散射光的波長(或頻率)與入射光一致。除此之外,,還有一種散射,,稱為拉曼散射,其散射光中除了存在與入射光相同波長(或頻率)的成分外,,還存在其他波長(或頻率)的散射,。
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