❖ 如果在均匀介质中掺入一些大小为波长数量级 且杂乱分布的颗粒物质,它们的折射率与周围均匀 介质的折射率不同,如胶体溶液、悬乳液、乳状物 等,原来均匀介质的光学均匀性遭到破坏,次波干 涉的均匀性也受到破坏。这种含有不均匀无规则分 布的颗粒物质的介质引起了光的散射。这时,散射 光的强度分布及偏振规律与散射颗粒的大小、颗粒 相对周围介质的折射率有关。
边界条件:
n ( D1 D2 ) , n ( E1 E2 ) 0 n ( B1 B2 ) 0, n ( H 1 H 2 )
❖ 得亥姆霍兹波动方程:
2Ek2E 0 2H k2H 0
散射理论
❖ 当电导率 0 时, k2 2 ,则波动方程为
2E2 E 0
2H 2 H 0
散射理论
❖ 在研究光散射现象时,常常引入散射光强、散 射截面、吸收截面、消光截面以及相应的散射系数 、吸收系数和消光系数等描述散射现象的物理量。 这些物理量与散射颗粒的大小、折射率以及入射光 的波长等因素存在密切的关系
❖ (1)散射截面
❖ 一个散射颗粒在单位时间内散射的全部光能量E sca 与入射光强 I 0 之比称为散射截面,记作 C sca 。
散射理论
散射理论
❖ 光波是电磁波,光波在介质中的传播与介质的特性 有关,并且服从 Maxwell 电磁场方程。因此,光波 在介质中的传播规律。
❖ Maxwell方程组:
E H , • D t
H J E , • B 0 t
物质方程:
D E r0E, B H r0H J E
❖ 众所周知,在均匀介质中,光线将沿原有的方向 传播而不发生散射现象。当光线从一均匀介质进入 另一均匀介质时,根据麦克斯韦电磁场理论,它只 能沿着折射光线的方向传播,这是由于均匀介质中 偶极子发出的次波具有与人射光相同的频率,并且 偶极子发出的次波间有一定的位相关系,它们是相 干的,在非折射光的所有方向上相互抵消,所以只 发生折射而不发生散射。