9139718348

Rozpraszanie Rayleigha występuje zawsze tam, gdzie wielkość obiektu rozpraszającego jest mała w porównaniu z długością fali rozpraszanego promieniowania. Praktycznie występuje ono wówczas, gdy cząstki rozpraszające są mniejsze od od 1/10 długości fali światła i można je traktować jako punktowe dipole.

W przeciwnym przypadku, gdy są one dużo większe, do opisu zjawisk rozpraszania wykorzystywana jest teoria Mie rozpraszania światła. Zauważa się w niej, że światło rozproszone przez jedną część cząsteczki może być niezgodne w fazie ze światłem rozproszonym przez inną jej część. W takim przypadku efekty interferencyjne mogą osłabiać natężenie światła rozproszonego.

W danym kierunku natężenie to jest wtedy superpozycją elementarnych fal przychodzących z różnych punktów cząsteczki. Dochodzą one do obserwatora z różnicami faz zależnymi od położenia tych punktów i od kierunku obserwacji. Różnice faz będą małe dla małych kątów rozpraszania i będą wzrastać ze wzrostem kąta. W kierunku pokrywającym się z kierunkiem światła padającego różnica faz nie występuje. W związku z tym dla większych cząstek światło rozproszone skoncentrowane jest w kierunku do przodu.

Teoria Mie uwzględnia rozmiar, kształt, stałą dielektryczną i absorpcję cząsteczek. W wyniku oddziaływania z nimi, występują zniekształcenia padającej fali elektromagnetycznej, które można opisać wprowadzając serię fal cząstkowych. Amplituda ich zmniejsza się wraz ze zmniejszaniem się rozmiarów cząstek rozpraszających. Dla większych cząsteczek niezbędne jest uwzględnianie coraz większej ilości fal cząstkowych i tym samym obliczenia stają się coraz bardziej skomplikowane. W teorii Rayleigha wszystkie fale cząstkowe wyższych rzędów są pomijane i w związku z tym jest ona szczególnym przypadkiem teorii Miego. Innym szczególnym przypadkiem mającym ważne znaczenie praktyczne jest zawiesina kulistych cząsteczek o jednakowych promieniach R i współczynniku załamania n. Stosunek światła rozproszonego do padającego można wówczas zapisać wzorem:

' = /jds    (1.16)

K

gdzie: // = NK(a)nR² - współczynnik Mie

N- ilość cząsteczek w jednostce objętości

K(a) - współczynnik ekstynkcji (a =2nR/X)

ds - element drogi, na której występuje rozpraszanie

-i oznacza, że światło zmniejsza swoją intensywność.