一開始在探討有關乾冰霧化的問題時,發現水的氣態「水蒸氣」無法用肉眼看見,但是乾冰霧化的小水滴也是水,卻會呈現出白色的型態。故想進一步發掘其原因。
我們發現:這是光的散射現象,其中與雷利散射原理有關。
那麼,光的散射原理是什麼呢?
在大氣中,有許多空氣分子與相距遙遠的灰塵之間,會引發振動,將波往各個方向散射光線。
舉例來說,為什麼我們看見的天空是藍色的呢?這是因為太陽射出的紫外線,大多會被大氣上層的臭氧層吸收,其餘紫外線則在通過大氣時,被粒子和空氣分子散射。在可見頻率範圍內,紫色光被散射最多,接著依序是藍色光、綠色光、黃色光、橙色光、紅色光(為紫色光散射量的1/10)

舉完了光的散射的例子後,接著要進入主題:「雷利散射」
「雷利散射」的定義是半徑比光或其他電磁輻射的波長小很多的微小顆粒(Ex:單一個原子或是分子 etc.)對入射光束的散射作用 。
剛剛提到的乾冰霧化形成的小水滴,就是雷利散射的結果。
水滴的不同大小,會造成不同頻率光的散射。較大的水滴散射低頻率的光,微小的水分子散射高頻率的光。小水滴中的電子會一起同步振動,因而比同等數量的電子分別振動所能散射出的能量要多。像雲便是一個例子,當大小水滴散射不同頻率的光,總合起來,就是我們所看見的雲。
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參考資料:
1.觀念物理4 (參閱第28章 第8節 )
2.維基百科Wiki Pedia 關鍵字:瑞利散射
網址:http://zh.wikipedia.org/wiki/%E7%91%9E%E5%88%A9%E6%95%A3%E5%B0%84
3.雷利散射波長公式圖片
網址:http://www.vanforum.org/blog/x
4.藍天 圖片
網址:http://www.wall001.com/nature/under_sky/html/image9.html