这是因为光的散射强度取决于光波的频率(或波长)以及散射粒子的性质。
在空气中,散射粒子主要是氮和氧分子。首先,我要概述一下这些分子是如何散射光线的。
你必须记住的第一件事是,光的散射是一个诱导向不同方向重新辐射的过程,它实际上并不是使波弯曲。入射的波被散射粒子吸收,粒子被激发并向不同方向反射波,因此光被“散射”。
在空气中,主要的散射体是氮分子和氧分子,它们都是电中性的,但它们含有带负电荷的电子。当带电粒子受到外部电磁场的作用时,它们的反应是移动。
我们都知道,光本质上是传播电磁波的。这基本上意味着光是由振荡的电场和磁场(相互成直角)组成的,它们将能量传递给路径上的物体。所以,当光照射到空气分子时,其中的电子会感受到电场并对其做出反应。在像光这样的振荡场的情况下,电子也会以振荡的方式响应,以与振荡的外场相同的频率来回运动(在技术术语中,我们称之为诱导振荡偶极子)。
正如电磁理论所述,加速的电荷会在电磁波中辐射出来。因此,振荡的偶极子,其电子来回运动(即加速),会辐射出电磁波。因为辐射波的频率和电子振荡的频率是一样的,而电子振荡的频率和入射波的频率是一样的,所以再辐射波和入射波的频率是一样的。
那么,为什么蓝光散射更大呢通过“散射更多”,它本质上的意思是粒子重新辐射的波的振幅更大。记住,再辐射的波是由分子内的电子加速产生的,更大的加速度会产生更大振幅的波。
现在想象一下,如果你想让一个电子加速(和减速)更多,你真正要求的是在给定时间内速度的更多变化。所以在振荡系统中最简单的方法就是让来回运动更快,也就是增加振荡的频率。
让我们遵循这个逻辑,振荡频率越高,加速度越大,再辐射就越强。因此,由于入射波的频率与振荡相同,入射波的频率越高,再辐射就越强。这就解释了为什么蓝光比红光更容易散射!
但不要这么快。我已经在第二段提到了粒子的性质也起了作用。到目前为止,我们似乎还没有深入研究任何具体的问题。现在让我们开始吧。
到目前为止,我们一直下意识地假设电子对外场的反应是即时的,没有阻力,也就是说,电子没有惯性,也没有“恢复力”。但事实并非如此。(请原谅我在下面的部分使用了经典图片,这只是为了更容易概念化)
为什么蓝色光散射能力强
因为蓝光波长可见光里最短(其实紫色最短,后面再说) 而瑞丽散射(瑞利散射针对媒介(空气)的粒子小于光波长的1/10情况,而米氏散射针对大于光波长1/10情况)的散射强度与波长的4次方成反比 所以蓝光散射强度远大于别的光 也就是最易被散射
其实紫光是可见光中波长最短 可为什么我们看到的天空是蓝色的呢 原因有二.
1) 空气对紫光吸收比蓝光更强.
2) 人眼有红,绿,蓝椎体三种接收器,每个接受器只对相关颜色敏感.人眼对这样的天空颜色处理后就是蓝色的了.