Рассеяние света. Закон Рэлея

Пылинки, взвешенные в воздухе, частиц сажи, капельки воды, нефти и нефтепродуктов, флуктуации плотности воздуха характеризуются показателем преломления n, отличным от показателя преломления воздуха. Это обстоятельство обуславливает рассеяние света на перечисленных микронеоднородностях. Если средний размер неоднородностей r мал по сравнению с длиной волны света , т.е. R/ <<1, то такого типа рассеивание называют Рэлеевским.

Рэлеем было установлено, что интенсивность рассеянного света _рас обратно пропорциональна 4^ой степени длины волны :

- закон Рэлея.

Простое объяснение этого закона сводится к следующему. Пусть световая волна имеет частоту . Электроны в атомах совершают колебания с ускорением х₀ . Амплитуда напряженности электрического поля в рассеянной электромагнитной волне пропорциональна колебательному ускорению, т.е. , а интенсивность рассеянного света в свою очередь пропорциональна квадрату напряженности; поэтому

Из закона Рэлея следует, что в атмосфере лучше рассеиваются короткие волны света (синий, фиолетовый цвет). Поэтому в ясную погоду небо окрашено в голубой цвет. Наоборот, восход и закат Солнца отличаются красной окраской небосклона, т.к. прошедший через толщу воздуха солнечный свет содержит преимущественно длинноволновую компоненту видимого диапазона длин волн.