什么是电磁散射(Electromagnetic Scattering)？

电磁散射是电磁波（如光波或无线电波）撞击物体所产生的物理效应。它不是像光波那样沿直线前进，而是不受阻碍，光在物体的微观结构上折射或反弹。电磁散射通常是颜色出现的原因，有几种不同的形式。电磁波，如无线电传输，在遇到星云和其他天体时会散射。有足够的知识关于散射粒子和波，预测光如何散射是可能的。这个过程也可以反过来，因为对散射的科学观察可以提供入射波和散射它的粒子的信息。散射的研究在几个领域取得了重要进展，包括计算机生成的图像、雷达和医疗技术。为什么天空是蓝色的是一个很受欢迎的问题，可以用电磁散射来解释。瑞利散射是基于20世纪早期英国科学家约翰·斯特鲁特的实验，雷利的第三个男爵。他的工作是研究光波对小于入射波的粒子的散射效应。由于蓝色的波长很短，当它反射到地球周围空气中的气体粒子时，它特别容易受到散射。红色、黄色和橙色的波长要长得多，这就是为什么它们只能在天空中靠近太阳或仰望太阳时才能看到。由于瑞利散射中散射粒子的尺寸很小，因此粒子的形状并不重要。较大的散射中心被以德国物理学家古斯塔夫·米命名的"米伊电磁散射理论"所覆盖Mie认为颜色和不透明度的变化决定了散射中心的大小和形状。他的工作被认为对理解通过烟雾或云的电磁散射特别有用。Rayleigh和Mie的解都被认为是弹性的，这意味着波的散射并不显著减弱它们的能量。还有其他几种处理电磁散射引起的能量转移的形式，包括布里渊散射、拉曼散射和康普顿散射。康普顿散射被认为特别重要，因为它证明光可以同时具有波和粒子流的性质。非弹性电磁散射被应用于许多领域，包括天体物理学、X射线技术，以及测量活体组织的弹性响应。电磁散射在其基础上是一个简单的概念，在各种复杂的情况下，散射技术所产生的巨大效果并不是每天都能看到的，以及让我们终于明白为什么天空是蓝色的。