米氏散射(Mie scattering)是一種光學現象,當粒子的大小接近或大於入射光波長時發生。這種現象主要由大氣中的微粒引起,如煙、塵埃、小水滴及氣溶膠等。米氏散射的特點是散射強度與頻率的二次方成正比,且在光線向前的方向比向後的方向更強,方向性比較明顯。
例如,當大氣中粒子的直徑與輻射的波長相當時,如雲霧的粒子大小與紅光(波長約為0.7615微米)接近,雲霧對紅光的散射主要是米氏散射。因此,米氏散射對多雲潮濕天氣的影響較大。
米氏散射理論是由德國物理學家古斯塔夫·米(Gustav Mie)於1908年首先提出的,適用於描述處於均勻介質的各向同性的單個介質球在單色平行光照射下的散射情況。該理論是基於麥克斯韋方程和邊界條件的嚴格數學解。廣義米氏理論(GLMT)可以推廣到多層介質球、折射率漸變的介質球以及橢球散射體等情況。
總結來說,米氏散射是一種重要的光學現象,它在自然環境和工業套用中都有廣泛的影響。了解米氏散射的原理和特點對於理解光的傳播和散射過程非常重要。