散射是一种普遍存在的光学现象。在光通过各种浑浊介质时,有一部分光会向四方散射,沿原来的入射或折射方向传播的光束减弱了,即使不迎着入射光束的方向,人们也能够清楚地看到这些介质散射的光。这种现象就是光的散射。
在光学中的定义,散射就是由于介质中存在的微小粒子(异质体)或者分子对光的作用,使光束偏离原来的传播方向而向四周传播的现象。
下图是1984年9月北京天安门广场激光表演调试时的照片。我们能看到划破夜空,射向天空激光束,就是利用了光的散射现象。
散射是要有散射源存在的情况下才会发生的。这是一张激光器测试台的照片。被测试的是一米长的大功率氦氖激光器。由于实验室是洁净环境,散射光非常弱,我们完全看不到出射的激光束。如果要想看到激光束,就得在光束穿过的位置喷烟,不过实验室里是严禁吸烟的喔。
浑浊介质有多种不同的形式。主要是以下几种:
1.气体中混有固体微粒,即大气中有烟,灰尘;
2.气体中混有微小液滴,就象雾;
3.液体中混有固体微粒,称为悬浊液;
4.液体中混有另一种液体的微小液滴,称为乳剂。
当光通过这些介质时都会发生散射。我们平时说,光是直线传播的(这里不考虑光的衍射),但是实际上光波只有在真空或均匀介质中传播时,才有确定的传播方向。
如果介质不均匀,即有异质体存在,就会有散射现象。实验发现,这里的关键是折射率的不同,如果两种物质的折射率相同,把它们混在一起时就和只有一种介质一样,并没有散射光。浑浊介质中的异质体的线度要比光的波长大时,散射作用是很强的,这种散射也称丁达尔散射或者丁达尔效应。丁达尔散射的强度是与光波波长无关的,因此,当入射光是白光时,我们看到的散射光也是白光。