Я студент бакалавриата, который недавно столкнулся с рассеянием Рэлея и Ми , и я пытаюсь понять их немного лучше.
Насколько я понимаю, рассеяние Рэлея используется только тогда, когда частицы, рассеивающие свет, имеют диаметр меньше, чем длина волны света, это, по-видимому, включает атомы и молекулы. Я также знаю, что рэлеевское рассеяние предсказывает, что интенсивность рассеянного света обратно пропорциональна длине волны в четвертой степени.
Я также знаю, что рассеяние Ми является обобщением для всех других размеров частиц и что, если размер частицы намного больше, чем длина волны света, интенсивность в значительной степени не зависит от длины волны.
Каждая частица в конечном счете состоит из атомов и молекул... так почему же мы не можем все время использовать приближение Рэлея?
Я знаю, что маленькие частицы воды рассеивают свет в соответствии с решением Ми и в результате выглядят белыми в облаках... но молекулы воды, например, в море, рассеивают свет способом, который можно описать рассеянием Рэлея, это добавляет к мое замешательство!
Креативное мышление с этим вопросом.
Рэлеевское рассеяние — это рассеяние плоской волны одной маленькой частицей, хорошо отделенной от других частиц. Если вторая маленькая частица окажется поблизости, она рассеется когерентно с первой и создаст интерференцию. Дальнее поле больше не будет Рэлеем; нельзя просто добавить интенсивность, фазы тоже имеют значение.
Скажем, достаточное количество мелких частиц собирается очень близко друг к другу, образуя большую сферу с расстоянием между частицами, намного меньшим, чем длина волны света. Затем комбинированные интерференционные эффекты от каждой точки рассеяния дают решение Ми. Идея прекрасно проиллюстрирована в этом методе, например, http://en.wikipedia.org/wiki/Discrete_dipole_apprimation . Интерференция от каждого дискретного диполя медленно нарастает, создавая рассеяние от рассеивающих частиц произвольной формы. (Мие для сфер.)
Молекулы в стакане воды разделены расстоянием, намного меньшим, чем длина волны света, поэтому Рэлей неприменим. Вода фактически представляет собой однородную среду с одинаковым показателем преломления.