光的散射原理

在光學性質均勻的介質中或兩(liang) 種折射率不同的均勻介質的界麵上，無論光的直射、反射或折射，都於(yu) 在特定的一些方向上，而在其他方向光強則等於(yu) 零，光線將沿原有的方向傳(chuan) 播而不發生散射現象。當光線從(cong) 一均勻介質進入另一均勻介質時，根據麥克斯韋電磁場理論，它隻能沿著折射光線的方向傳(chuan) 播，這是由於(yu) 均勻介質中偶極子發出的次波具有與(yu) 人射光相同的頻率，並且偶極子發出的次波間有一定的位相關(guan) 係，它們(men) 是相幹的，在非折射光的所有方向上相互抵消，所以隻發生折射而不發生散射。但當光線通過不均勻的介質而偏離其原來的傳(chuan) 播方向，發生光的散射。

       光學性質的不均勻可能是由於(yu) 均勻物質中散布著折射率與(yu) 它不同的其他物質的大量微粒，也可能是由於(yu) 物質本身的組成部分（粒子）的不規則聚集；例如塵埃、煙、霧、懸浮液、乳狀液以及毛玻璃等。這種渾濁物質的特征是：這些雜誌微粒的線度一般來說比光的波長小，它們(men) 彼此之間的距離比波長大，而且排列毫無規則。因此，它們(men) 在光作用下的振動彼此間沒有固定的相位關(guan) 係。在任何觀察點所看到的總是它們(men) 所發出的次級輻射的不相幹疊加，各處均不會(hui) 相消，從(cong) 而形成了散射光。

       如果在均勻介質中摻入一些大小為(wei) 波長數量級且雜亂(luan) 分布的顆粒物質，它們(men) 的折射率與(yu) 周圍均勻介質的折射率不同，如膠體(ti) 溶液、懸乳液、乳狀物等，原來均勻介質的光學均勻性遭到破壞，次波幹涉的均勻性也受到破壞。這種含有不均勻無規則分布的顆粒物質的介質引起了光的散射，稱為(wei) 丁達爾散（Tyndall）。

       有些介質表麵看來均勻純淨，但在均勻介質內(nei) 部由於(yu) 密度的起伏（介質中存在著局部密度和平均密度之間統計性的偏離）而破壞了其光學均勻性，也會(hui) 引起光的散射，例如大氣散射，這種散射稱為(wei) 分子散射。當物質處在氣、液二相的臨(lin) 界點時密度漲落很大，光波照射其上就會(hui) 產(chan) 生強烈的分子散射，這種散射光稱為(wei) 臨(lin) 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(yu) 入射光一致。除此之外，還有一種散射，稱為(wei) 拉曼散射，其散射光中除了存在與(yu) 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。