光的散射现象分析+文献综述

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摘要：光束通过不均匀介质所产生偏离入射方向，向四周散射的现象，就是光的散射。蓝天、白云、晓霞、彩虹、雾中光等常见的自然现象中都包含着光的散射。通常，根据散射光的波矢和波长的变化，将散射分为两大类，即线性散射与非线性散射。光的散射在各个科学领域有广泛应用，在有关物理、化学、气象等许多方面的研究中都涉及到了光的散射。本文对各类散射原理加以描述，并解释与之相关的自然现象，用实验的方法直观观察两种线性散射现象，指出光的散射在各领域的应用。55216

毕业论文关键词：光的散射，分类，相关的自然现象，实验，应用

Abstract: Through inhomogeneous medium , the beam generate incident direction, scatter to the surroundings,which calling scattering of light. Blue sky, white clouds, dawn, rainbow, the fog is contained in the common natural phenomena scattering of light. Usually, according to the change of the scattering wave vector and the wavelength of light, the scattering is pided into two categories, namely the linear and nonlinear scattering. Scattering of light is widely applied in various fields of science, many aspects are involved in the physical, chemical, meteorological research. In this paper, the principles of all kinds of scattering, and explain natural phenomena, the related experimental method directly observed two linear scattering phenomenon, pointed out that the scattering of light in various fields of applications.

Keywords: scattering of light, the classification, the relevant natural phenomena, experiment, applications

1 前言 4

2 光的散射的分类 5

2.1 瑞利散射 5

2.2 米氏散射 8

2.3 分子散射 9

2.4 拉曼散射 9

2.5 布里渊散射 10

3 光散射现象的实验演示 11

3.1 实验原理 11

3.2 实验步骤及现象分析 12

4 光散射的应用 12

4.1 光散射在摄影行业的应用 13

4.2 拉曼光谱的广泛应用 13

4.3 光散射在通信接收技术方面的应用 13

结论 15

参考文献 16

致谢 17

1 前言

蓝天赐我无限盼望，白云恋我一往情深，红日给我万丈光芒，晓霞让我浮想联翩，彩虹使我豁然开朗。这是多少诗人想象驰骋的天堂，而这些现象都归功于光的散射。当光束通过均匀透明介质中，除了传播方向，看不到光。当光通过混浊液体或灰尘较多的空间，可以从侧面看到光的轨迹，能够在光传播方向的外围接收到光能。这种 ,就是光的散射。，气体中有，液体中混入小微粒等混合。关于光散射的科学研究约从19世纪中期开始，其中丁达尔（Tyndall）对空气中小颗粒的研究有重要贡献，因此也常把光的散射现象称为丁达尔效应。1871年瑞利（Rayleiqh）提出蓝天是由于相对可见光波较小的颗粒引起的，接着推理出了瑞利散射定律。

如图1.1所示，让白光束S照射到装满了纯净水的玻璃容器中，我们沿Z方向无法观察到光。原因是光束经过光学性质单一的介质时，介质的偶极子发射出的子波有着与入射光一样的频率，这些偶极子在其波面上各点产生的子波相干叠加之后，除去了传播方向外的光振动，因此当光在光学性质单一的介质中传播时不会产生散射现象。接着向纯净水中滴一小滴牛奶，这时溶液变浑浊，我们从Z方向观察时，液体呈淡蓝色。原因是溶液中物质的光学均匀性遭到破坏，牛乳微粒开始作没有规率的布朗运动，这样就引起了介质的密度起伏不定，使波长较长的红橙光轻易绕过了牛乳微粒，并沿着原来的方向继续传播。波长较短的蓝紫光照射到牛乳微粒后，光发生散射，一部分光从Z方向散射出来，因此