从经典物理和量子理论分别说明散射的物理意义

从经典物理和量子理论分别说明散射的物理意义
从经典物理和量子理论分别说明散射的物理意义

从经典物理和量子理论分别说明散射的物理意义
1、经典物理：散射是一种非直线的弹性碰撞.光或粒子与原子发生碰撞,受到原子的力的作用,改变运动方向,发生散射.
2、量子理论：散射是原子的一种受激辐射.原子吸收了电磁波（如光波）或其他粒子的能量,低能级的电子发生跃迁,进入较高能级,即激发态.激发态很不稳定,很容易跃迁回低能级,同时放出新的能量.

散射 散射（scattering）是指由传播介质的不均匀性引起的光线向四周射去的现象。如一束光通过稀释后的牛奶后为粉红色，而从侧面和上面看，是浅蓝色。
1.光线通过有尘土的空气或胶质溶液等媒质时，部分光线向多方面改变方向的现象。叫做光的散射.超短波发射到电离层时也发生散射。
太阳辐射通过大气时遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时，都要发生散射。但散射并不象吸收那样把辐射能转...

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散射 散射（scattering）是指由传播介质的不均匀性引起的光线向四周射去的现象。如一束光通过稀释后的牛奶后为粉红色，而从侧面和上面看，是浅蓝色。
1.光线通过有尘土的空气或胶质溶液等媒质时，部分光线向多方面改变方向的现象。叫做光的散射.超短波发射到电离层时也发生散射。
太阳辐射通过大气时遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时，都要发生散射。但散射并不象吸收那样把辐射能转变为热能，而只是改变辐射方向，使太阳辐射以质点为中心向四面八方传播开来。经过散射之后，有一部分太阳辐射就到不了地面。如果太阳辐射遇到的是直径比波长小的空气分子，则辐射的波长愈短，被散射愈厉害。其散射能力与波长的对比关系是：对于一定大小的分子来说，散射能力和波长的四次方成反比，这种散射是有选择性的。例如波长为0.7微米时的散射能力为1，波长为0.3微米时的散射能力就为30。因此，太阳辐射通过大气时，由于空气分子散射的结果，波长较短的光被散射得较多。雨后天晴，天空呈青蓝色就是因为辐射中青蓝色波长较短，容易被大气散射的缘故。如果太阳辐射遇到直径比波长大的质点，虽然也被散射，但这种散射是没有选择性的，即辐射的各种波长都同样被散射。如空气中存在较多的尘埃或雾粒，一定范围的长短波都被同样的散射，使天空呈灰白色的。有时为了区别有选择性的散射和没有选择性的散射，将前者称为散射，后者称为漫射。
2.两个基本离子相碰撞，运动方向改变的现象。
3.在某些情况下，声波投射到不平的分界面或媒质中的微粒上而不同方向传播的现象，也叫乱反射。
4.按介质不均性的不同，光的散射可分为两大类：介质中含有许多较大的质点 ，它们的线度在数量级上等于光波的波长，引起的光的散射叫做悬浮质点散射。十分纯净的液体或气体，由于分子热运动而造成的密度的涨落引起光的散射叫做分子散射。

(1)定义或解释
光传播时因与物质中分子（原子）作用而改变其光强的空间分布、偏振状态或频率的过程。当光在物质中传播时，物质中存在的不均匀性（如悬浮微粒、密度起伏）也能导致光的散射（简单地说，即光向四面八方散开）。蓝天、白云、晓霞、彩虹、雾中光的传播等等常见的自然现象中都包含着光的散射现象。
(2)说明
①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)。
②一般由光的散射的原因不同而将光的散射分为两类：
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。
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＜0.3λ／2π时，瑞利的散射规律才是正确的，a较大时，散射光强与波长的关系就不十分明显了。因此，用白光照射由大颗粒组成的散射物质时(如天空的云等)，散射光仍为白光。气体液化时，在临界状态附近，密度涨落的微小区域变得比光波波长要大，类似于大粒子，由大粒子产生的强烈散射使原来透明的物质变混浊，称为临界乳光。
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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