Релеївське розсіювання- когерентне розсіювання світла без зміни довжини хвилі (назване також пружним розсіюванням) на частинках, неоднорідностях або інших об'єктах, коли частота світла, що розсіюється, істотно вище власної частоти розсіюючого об'єкта або системи. Еквівалентне формулювання: розсіювання світла на об'єктах, розміри яких менші за його довжину хвилі. Названо на честь британського фізика лорда Релея, який встановив залежність інтенсивності розсіяного світла від довжини хвилі в 1871 [2] . У широкому значенні також застосовується в описах розсіювання в хвильових процесах різної природи.
Зміст
При релеєвському розсіювання внутрішній стан частинок, що розсіюють, не змінюється. Можна розглядати два граничні випадки. Якщо довжина хвилі менша від відстані вільного пробігу, то акти розсіювання на частках можна вважати незалежними. У протилежному випадку, у розсіянні беруть участь флуктуації у напрямку молекул та їх щільності. [3]
Модель взаємодії з осцилятором
розсіяна хвиля лінійно поляризована вздовж напрямку, перпендикулярного до площини, що проходить через напрямки поширення падаючої та розсіяної хвиль. При розсіянні на сферичних частинках (неоднорідностях) ступінь поляризації для неполяризованого падаючого світла дорівнює:
для розсіювання на подовжених частках на ступінь поляризації впливає та його орієнтація. [4]
Спектральний склад
Релеєвське розсіювання визначається як те, що відбувається без істотної зміни частоти. [3] Але теплові флуктуації вносять зміну спектральний склад, причому в рідинах розширення може досягати 150 см -1 . [5]
Релеєвським розсіюванням сонячного світла на неоднорідностях атмосфери (флуктуаційні неоднорідностіщільності повітря) пояснюється блакитний колір піднебіння. Промені Сонця розсіюються у кожній точці атмосфери — і більше розсіюється короткохвильове світло. Око бачить всі хвилі, що розсіюються, — від червоного (довгохвильового), до фіолетового (короткохвильового). На фіолетовому короткохвильовому краї оптичного спектру йде наростання. Тому інтегральна картинка сприймається оком як блакитний колір, відсунута від фіолетового краю, але тяжіє саме до цієї сторони спектра.
На заході сонця поблизу Сонця спостерігаються інші явища. Якщо в точці неба, далеко від Сонця спостерігач бачить той самий блакитний колір, то поблизу Сонця — червоний. Справа в тому, що в будь-якій точці неба вдалині від Сонця, спостерігач, як і раніше, бачить розсіяне, тобто короткохвильове (інтегральне блакитне) світло. А на малих кутах розсіювання, де більше прямих променів Сонця, до спостерігача набагато більше доходить довгохвильовий, тобто червоний колір. Це пояснюється тим, що порівняно зі становищем Сонця в кульмінації, світло проходить у кілька разів більшу товщу атмосфери і від фіолетового світла не залишається практично нічого — воно багаторазово розсіюється в інші сторони. І інтегральна картинка зміщується до червоного краю спектра.