散射是一種普遍存在的光學現(xiàn)象。在光通過各種渾濁介質(zhì)時,有一部分光會向四方散射,沿原來的入射或折射方向傳播的光束減弱了,即使不迎著入射光束的方向,人們也能夠清楚地看到這些介質(zhì)散射的光。這種現(xiàn)象就是光的散射。
在光學中的定義,散射就是由于介質(zhì)中存在的微小粒子(異質(zhì)體)或者分子對光的作用,使光束偏離原來的傳播方向而向四周傳播的現(xiàn)象。
下圖是1984年9月北京天安門廣場激光表演調(diào)試時的照片。我們能看到劃破夜空,射向天空激光束,就是利用了光的散射現(xiàn)象。
散射是要有散射源存在的情況下才會發(fā)生的。這是一張激光器測試臺的照片。被測試的是一米長的大功率氦氖激光器。由于實驗室是潔凈環(huán)境,散射光非常弱,我們完全看不到出射的激光束。如果要想看到激光束,就得在光束穿過的位置噴煙,不過實驗室里是嚴禁吸煙的喔。
渾濁介質(zhì)有多種不同的形式。主要是以下幾種:
1.氣體中混有固體微粒,即大氣中有煙,灰塵;
2.氣體中混有微小液滴,就象霧;
3.液體中混有固體微粒,稱為懸濁液;
4.液體中混有另一種液體的微小液滴,稱為乳劑。
當光通過這些介質(zhì)時都會發(fā)生散射。我們平時說,光是直線傳播的(這里不考慮光的衍射),但是實際上光波只有在真空或均勻介質(zhì)中傳播時,才有確定的傳播方向。
如果介質(zhì)不均勻,即有異質(zhì)體存在,就會有散射現(xiàn)象。實驗發(fā)現(xiàn),這里的關(guān)鍵是折射率的不同,如果兩種物質(zhì)的折射率相同,把它們混在一起時就和只有一種介質(zhì)一樣,并沒有散射光。渾濁介質(zhì)中的異質(zhì)體的線度要比光的波長大時,散射作用是很強的,這種散射也稱丁達爾散射或者丁達爾效應。丁達爾散射的強度是與光波波長無關(guān)的,因此,當入射光是白光時,我們看到的散射光也是白光。
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