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光学教程
1.8.2.2 二、米氏散射
二、米氏散射

当散射粒子的线度与波长相当时瑞利散射定律不再成立,为大粒子散射,称为米氏散射。米和德拜以球形质点为模型计算了电磁波的散射。米和德拜的计算表明,只有球半径满足以条件时,瑞利散射定律才是正确的,图6-5给出了米和德拜计算结果。当a较大时,散射强度与波长的依赖关系就不明显了。当入射光的波长小于散射粒子线度五分之一时,散射光的强度与波长的依赖关系不明显,因此散射光的颜色与入射光相近,白光入射将观察到白色的散射光。这就是云雾呈白色的缘故。点燃的香烟冒出蓝色烟,但从口中吐出的烟却是白色的,这是因为组成烟的微小碳粒蓝光散射强烈——瑞利散射,而从口中吐出的烟,由于在其上凝聚了水蒸气,颗粒变大变为米氏散射,故呈现白色。

图6-5 瑞利散射和米氏散射

当光通过介质时,不仅介质的吸收使透射光强减弱,由于光的散射也使得射入介质的光强按指数形式衰减,因此,穿过厚度为l的介质透射光强为

式中,α为吸收系数,β为散射系数,α+β就称为衰减系数。在很多情况下,α和β中一个往往比另一个小很多,可以忽略。