瑞利散射1
| 瑞利散射1 |
瑞利散射是一種光學現象，屬於散射的一種情況。又稱「分子散射」。粒子尺度遠小於入射光波長時（小于波長的十分之一），其各方向上的散射光強度是不一樣的，該強度與入射光的波長四次方成反比，這種現象稱為瑞利散射。
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簡介
瑞利散射規律是由英國物理學家瑞利勳爵（Lord Rayleigh）於1900年發現的，因此得名。為了要符合瑞利散射的要求，微粒的直徑必須遠小於入射波的波長，通常上界大約是波長的1/10（1-300 nm），此時散射光線的強度與入射光線波長的四次方成反比，也就是說，波長愈短，散射愈強。另外，散射的光線在光線前進方向和反方向上的程度是相同的，而在與入射光線垂直的方向上程度最低。由於瑞利散射的強度與波長四次方成反比，所以太陽光譜中波長較短的藍紫光比波長較長得紅光散射更明顯，而短波中又以藍光能量最大，所以在雨過天晴或秋高氣爽時（空中較粗微粒比較少，以分子散射為主），在大氣分子的強烈散射作用下，藍色光被散射至瀰漫天空，天空即呈現蔚藍色。另外，由於大氣密度隨高度急劇降低，大氣分子的散射效應相應減弱，天空的顏色也隨高度由蔚藍色變為青色（約 8 公里）、暗青色（約 11 公里）、 暗紫色（約 13 公里）、黑紫色（約 21 公里），再往上，空氣非常稀薄，大氣分子的散射效應極其微弱，天空便為黑暗所湮沒。可以說，瑞利散射的結果，減弱了太陽投射到地表的能量。
評價
當日落或日出時，太陽幾乎在我們視線的正前方，此時太陽光在大氣中要走相對很長的路程，我們所看到的直射光中的波長較短藍光大量都被散射了，只剩下紅橙色的光，這就是為什麼日落時太陽附近呈現紅色，而雲也因為反射太陽光而呈現紅色，但天空仍然是藍色的水對可見光中紅光的吸收稍強於藍光，所以少量水呈現無色，大量水呈現藍色(可以理解為水其實是有着非常非常淡藍色的液體)，在水中尺度較大的微粒的反射下使得海水看上去呈現較深的藍色，這是海水顏色的主要成因。同時在清潔的大洋水中，因為懸浮顆粒少，粒徑小，分子散射也起着一定作用，其散射服從瑞利散射定律，對海水的藍色也有一定的貢獻作用。[1]