散射现象的物理机理是物质在入射光的作用下原子发生极化,并以与入射光相同的频率作强迫振动,形成振动的偶极子,各振动偶极子发出的次波是相干的。AIC1086-18CE在均匀介质中,这些次波叠加的结果使光线只能在折射方向上继续传播,而在其他方向上相互抵消。但是,当均匀介质的均匀性被破坏(如加入微小粒子就破坏了次波的相干性),这些次波发生叠加就会产生散射光,在 其他方向上出射。

   当微粒的粒径与入射光波长可以比拟时,发生的散射为Mic 图

Mic散射示意图 散射。

   1908年德国科学家Gustav M⒗在研究金属微粒的散射现象时建立了M坨散射理论。该理论的物理基础是电磁波与物质的电荷之间的相互作用。该理论从麦克斯韦方程出发,导出了光经过一个均匀小球后在远场分布的散射场的严格解[1213]。

   M抬散射理论是麦克斯韦方程组对均匀介质中的均匀球形颗粒在平面单色波照射下的严格数学解。M坨散射的适用范围广,它的极限情况可以用来模拟瑞利散射与夫琅禾费衍射。

   定义无因次直径α=E∠,其中〃为颗粒的实际直径,兄为入射光波长。仰为微粒相对于周围介质的复折射率,为微粒的折射率;刀s为周围介质的折射率。当粒子的直径很小时[15),满足条件α<(l且刽昭l|((1时引起的M抬散射可以用瑞利散射来近似。当受到强度为凡的入射光照射,与散射体相距为',与光轴z成确的观察点P处的散射光强厶可表示为JO为入射光强,由此可知,瑞利散射的散射光强厶与无因次直径α的6次方成正比,与入射光波长兄的4次方成反比。