勵志

勵志人生知識庫

光的散射定律

光的散射定律主要 包括瑞利散射定律米氏散射理 論康普 頓效 應

瑞利散射定律: 當光通 過含有微小 顆粒(其尺寸 遠小 於光波 長)的介 質 時, 會 發生瑞利散射。 這 種散射的特 點是散射光的 強度 與入射光波 長的四次方成反比。此外,自然光在 經 過瑞利散射 後,其 強度 與散射角(θ)的 關係 為1+cos²θ, 這意味 著 當散射角 為90° 時,散射光 為 線偏振光。

米氏散射理 論: 當散射微粒的尺寸 與光波 長可比或更大 時,瑞利散射定律不再 適用。米氏散射理 論提供了更 準確的描述,指出在 這 種情 況下,散射光 強度 與微粒的大小和形 狀有 複雜的 關係。特 別是, 當球形粒子的半 徑 遠小 于波 長的1/2π 時,散射光 強遵守瑞利定律; 隨 著粒子半 徑的增加,散射光 強的 頻率依 賴性 減弱。

康普 頓效 應: 當光(如X射 線) 與 電子等粒子相互作用 時, 會 發生康普 頓效 應, 這是一 種非 彈性散射 現象。在康普 頓散射中,光子的波 長在碰撞 後 會 發生 變化, 這一 現象揭示了光具有粒子性。

以上定律共同描述了光在不同 條件下 與物 質相互作用 時的散射 現象,涵 蓋了 從瑞利散射到康普 頓效 應的多 種情 況。 這些定律不 僅有 助於理解光的物理行 為, 還 廣泛 套用 於光 學、大 氣科 學和材料科 學等 領域。