补充资料：电磁辐射的散射

电磁辐射的散射
Scattering of electromagnetic radiation

流体中的第二种非弹性散射是由于嫡和温度涨落造成的。与声波引起的压力涨落不同，摘涨落不产生相对于激发波长来说波长变化明显和十分确定的散射，而是出现一种以激发波长为中心的波长展宽的散射辐射。这是因为在正常流体中，嫡涨落是不传播的，因而没有特征频率;它们与声波不同，不像波一样在液体中传播，它们是发散的。但是，在很特殊的情况下，嫡涨落或温度涨落也可以传播;这种现象已经在低温的超流体氦和氟化钠晶体中观察到，称为第二声。参阅“墒”(entropy)条。 嫡涨落或温度涨落造成的散射称为瑞利散射。在固体中，这种散射为缺陷和杂质散射所掩盖。在流体中的散射是由小于激发光波长的粒子所引起的，在这一假设下，瑞利在1871年导出了这种散射的方程式物。把这三位学者的研究综合起来，通常称为瑞利-甘斯一德拜理论。如果折射率n接近于1，这个理论适用于任意大小的粒子;反之，如果粒子很小，瑞利理论适用于任何折射率。如果介质没有散射，任何介质的折射率都等于1。 一种比之瑞利一甘斯一德拜理论更为完整的理论实际上是米尔(G.Mie)早在1908年建立起来的，但是米尔的理论一般需要数值解法，它甚至适用于尺度大于所用光波波长的粒子。对于这种粒子的散射，散射光发生较大的相移。米尔散射呈现出作为散射角函数的若干个最大值和最小值;这些最大值的位置取决于粒子的大小，如图2所示。次级最大实际上是更高级的廷德散射。rZI(夕)/I。=汀d又一4v2(l+eos“夕)(n一1)“，式中I(印是波长为入、强度为I。的人射光束在距离r的地方散射的光强度，d是散射粒子的数目，v是扰动粒子的体积，n是流体的折射率。cos夕项指的是非偏振人射光，O表示散射角。通过对瑞利方程中比值的测量，若已知其他数值，便可决定阿伏伽德罗数N或流体的分子量M。瑞利方程中散射光强度与波长的四次方成反比的关系，是造成日间天空的蔚蓝色和日落时红色的原因:日间太阳光中的蓝光比红光更为强烈地受到空气分子的散射，而在日落时，更多的红光不受散射直接进人我们的眼睛。 大粒子散射瑞利在推导散射方程时，假设粒子很小且是独立的。但在某些选定情况下，这两个假设都不成立。胶悬体提供了散射粒子的大小与激发波长相近或大于激发波长的系统。这种散射称为廷德效应，所得到的是几乎与波长无关的(即白色的)散射光谱。廷德效应可以说明云层为什么是白色的(因为小水滴的尺度变得比可见光的波长大)。参阅“廷德效应”(Tyndall effeet)条。 瑞利的第二个假设，即粒子是独立的假设，对于所有液体都是不成立的。

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