光散射技术有什么用途啊?具体的原理是什么?

光的散射应用  光的散射现象在各个科学技术部门中有广泛应用。

通过散射光的测量可以了解到散射粒子的浓度、大小、形状及取向等,在物理、化学、气象等许多方面的研究中得到应用。

散射光谱又可用于确定物质分子与原子的特性。

近年来利用强激光可获得受激光散射,更便于进行这种研究与应用。

引起光散射的原因:  是由于媒质中存在着其他物质的微粒,或者由于媒质本身密度的不均匀性(即密度涨落)。

光的散射分为两类:  a.廷德尔散射[1]  颗粒浑浊媒质(颗粒线度和光的波长差不多)的散射,散射光的强度和入射光的波长的关系不明显,散射光的波长和入射光的波长相同。

  b.分子散射  光通过纯净媒质时,由于构成该媒质的分子密度涨落而被散射的现象。

分子散射的光强度和入射光的波长有关,但散射光的波长仍和入射光相同。

  光通过不均匀介质时部分光偏离原方向传播的现象。

偏离原方向的光称散射光,散射光一般为偏振光(线偏振光或部分偏振光,见光的偏振)。

散射光的波长不发生变化的有廷德耳散射、分子散射等,散射光波长发生改变的有拉曼散射、布里渊散射和康普顿散射等。

廷德耳散射由英国物理学家J.廷德耳首先研究,是由均匀介质中的悬浮粒子引起的散射,如空气中的烟、雾、尘埃,以及浮浊液、胶体等引起的散射均属此类。

真溶液不会产生廷德耳散射,故化学中常根据有无廷德耳散射来区别胶体和真溶液。

分子散射是由于物质分子的热运动造成的密度涨落而引起的散射,例如纯净气体或液体中发生的微弱散射。

产生光散射的原因  介质中存在大量不均匀小区域是产生光散射的原因,有光入射时,每个小区域成为散射中心,向四面八方发出同频率的次波,这些次波间无固定相位关系,它们在某方向上的非相干叠加形成了该方向上的散射光。

J.W.S.瑞利研究了线度比波长要小的微粒所引起的散射,并于1871年提出了瑞利散射定律:特定方向上的散射光强度与波长λ的四次方成反比;一定波长的散射光强与(1+cosθ)成正比,θ为散射光与入射光间的夹角,称散射角。

凡遵守上述规律的散射称为瑞利散射。

根据瑞利散射定律可解释天空和大海的蔚蓝色和夕阳的橙红色。

  对线度比波长大的微粒,散射规律不再遵守瑞利定律,散射光强与微粒大小和形状有复杂的关系。

G.米和P.J.W.德拜分别于1908年和1909年以球形粒子为模型详细计算了对电磁波的散射,米氏散射理论表明,只有当球形粒子的半径a  波长发生改变的散射与构成物质的原子或分子本身的微观结构有关,通过对散射光谱的研究可了解原子或分子的结构特性。

  波长较短的光容易被散射,波长较长的光不容易被散射。

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