摘要：丁铎尔散射首先由J.丁铎尔研究，是由均匀介质中的悬浮粒子（如空气中的姻雾、尘埃）以及浮浊液、胶体等引起的散射。真溶液不产生丁铎尔散射，化学中常根据有无丁铎尔散射来区别胶体和真溶液。

光散射 scattering of light

光通过不均匀介质时一部分光偏离原方向传播的现象。偏离原方向的光称为散射光。

散射光波长不发生改变的有丁铎尔散射、分子散射等；波长发生改变的有拉曼散射、布里渊散射和康普顿散射等。

丁铎尔散射首先由J.丁铎尔研究，是由均匀介质中的悬浮粒子（如空气中的姻雾、尘埃）以及浮浊液、胶体等引起的散射。真溶液不产生丁铎尔散射，化学中常根据有无丁铎尔散射来区别胶体和真溶液。

分子散射是由分子热运动所造成的密度涨落引起的散射。

波长发生改变的散射与散射物质的微观结构有关。

1. 瑞利散射定律

散射光的波长与入射光相同，而其强度与波长的四次方成反比的散射，称瑞利散射定律，由瑞利于1871年提出。

此定律成立的条件是散射微粒的线度小于波长。若入射光为自然光，不同方向散射光的强度正比于，θ为散射光与入射光间的夹角，称散射角。θ=0或π时散射光仍为自然光：θ=π/2时散射光为线偏振光；在其他方向上则为部分偏振光。根据瑞利散射定律可解释天空的蔚蓝色和夕阳的橙红色。

当散射微粒的线度大于波长时，瑞利散射定律不再成立，散射光强度与微粒的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3对电磁波的散射。米氏散射理论表明，当球形粒子的半径aλ/2π时散射光强遵守瑞利定律，a较大时散射光强与波长的关系不再明显。

用白光照射由大颗粒组成的物质时（如天空的云层等），散射光仍为白色。气体液化时，在临界状态附近由密度涨落引起的不均匀区域的线度比波长要大，所产生的强烈散射使原来透明的物质变混浊，称为临界乳光。

2. 拉曼散射和布里渊散射

入射光与介质的分子运动间相互作用而引起的频率发生改变的散射。1928年C.V.拉曼在液体和气体中观察到散射光频率发生改变的现象，称拉曼效应或拉曼散射。

拉曼散射遵守如下规律：散射光中在原始入射谱线（频率为）两侧对称地伴有频率为（i=1,2,3,···）的一组谱线，长波一侧的谱线称红伴线或斯托克斯线，短波一侧的谱线称紫伴线或反斯托克斯线，统称拉曼谱线；频率差与入射光频率无关，仅由散射物质的性质决定。

每种物质都有自己特有的拉曼谱线，常与物质的红外吸收谱相吻合。在经典理论的解释中，介质分子以固有频率振动，与频率为的入射光耦合后产生了、和三种频率的振动，频率为的振动辐射瑞利散射光，后两种频率对应斯托克斯线和反斯托克斯线。

拉曼散射的诠释需用量子力学，不仅可解释散射光的频移，还能解决诸如强度和偏振等问题。

按量子力学，晶体中原子的固有振动能量是量子化的，所有原子振动形成的格波也是量子化的，称为声子。拉曼散射和布里渊散射都是入射光子与声子的非弹性碰撞结果。

晶格振动分频率较高的光学支和频率较低的声学支，前者参与的散射是拉曼散射，后者参与的散射是布里渊散射。固体中的各种缺陷、杂质等只要能引起极化率变化的元激发均能产生光的散射过程，称广义的拉曼散射。

按习惯频移波数在50~1000/厘米间为拉曼散射，在0.1～2/厘米间是布里渊散射。

拉曼散射和布里渊散射为研究分子结构或晶体结构提供了重要手段。借助于拉曼散射可快速定出分子振动的固有频率，并可决定分子结构的对称性、分子内部的力等。

激光问世以来，关于激光的拉曼散射的研究更得到迅速发展。强激光引起的非线性效应导致了新的拉曼散射现象，如在强激光作用下产生的受激拉曼散射，可获得高强度的多个新波长的相于辐射，用于大气污染的测量。

摘自：《中国大百科全书（第2版）》第8册，中国大百科全书出版社，2009年

来源：一品姑苏城