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数码相机用户必读 光线散射
时间: 2006-7-13     来源: PCHOME     作者:

【简 介】
  蓝天白云真漂亮!”我们为数码影象俱乐部论坛中北湖在新疆拍的PP,非物质GG在加拿大拍的PP,以及一些从西藏等西部地区拍回来的风景PP叫好。但是,在城市里生活的色友现在却没有那么幸运。色友Patch在他的精华帖中这样定义:“蓝天,生活在城市里的人的一种梦想,偶尔实现一回”。这是为什么呢?在本帖中我想谈谈光学中的另一个基本现象——散射。希望通过讨论对大家的摄影实践有所帮助。

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  散射是一种普遍存在的光学现象。在光通过各种浑浊介质时,有一部分光会向四方散射,沿原来的入射或折射方向传播的光束减弱了,即使不迎着入射光束的方向,人们也能够清楚地看到这些介质散射的光。这种现象就是光的散射。

  在光学中的定义,散射就是由于介质中存在的微小粒子(异质体)或者分子对光的作用,使光束偏离原来的传播方向而向四周传播的现象。

  下图是1984年9月北京天安门广场激光表演调试时的照片。我们能看到划破夜空,射向天空激光束,就是利用了光的散射现象。

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  散射是要有散射源存在的情况下才会发生的。这是一张激光器测试台的照片。被测试的是一米长的大功率氦氖激光器。由于实验室是洁净环境,散射光非常弱,我们完全看不到出射的激光束。如果要想看到激光束,就得在光束穿过的位置喷烟,不过实验室里是严禁吸烟的喔。

请添加描述



  浑浊介质有多种不同的形式。主要是以下几种:

  1.气体中混有固体微粒,即大气中有烟,灰尘;

  2.气体中混有微小液滴,就象雾;

  3.液体中混有固体微粒,称为悬浊液;

  4.液体中混有另一种液体的微小液滴,称为乳剂。

  当光通过这些介质时都会发生散射。我们平时说,光是直线传播的(这里不考虑光的衍射),但是实际上光波只有在真空或均匀介质中传播时,才有确定的传播方向。

  如果介质不均匀,即有异质体存在,就会有散射现象。实验发现,这里的关键是折射率的不同,如果两种物质的折射率相同,把它们混在一起时就和只有一种介质一样,并没有散射光。浑浊介质中的异质体的线度要比光的波长大时,散射作用是很强的,这种散射也称丁达尔散射或者丁达尔效应。丁达尔散射的强度是与光波波长无关的,因此,当入射光是白光时,我们看到的散射光也是白光。

请添加描述



  另外,即使仔细清除所有的杂质,即在非常纯粹的气体或液体中,由于分子的热运动引起了介质密度的涨落而造成折射率不均匀,也会有散射现象发生。虽然它们的散射强度远远小于丁达尔散射,但这种现象还是普遍存在的。我们称光在这种纯粹物质中的散射为分子散射。

  实验证明,极微小异质体(异质体线度比入射光波长小很多)产生的散射和分子散射的散射规律与大颗粒异质体散射(丁达尔散射)不同,其散射强度是与入射光的波长有关的,即散射强度与光波波长的四次方成反比,这就是瑞利散射定律。这类散射也称为瑞利散射。瑞利散射时,由于蓝光波长较短,其散射强度就比波长较长的红光强,因此散射光中蓝光的成份较多。

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