散射光有什么原理与应用

    散射光的原理与应用：
    向拍摄者直射过来的大阳光被云层遮住了，但仍然可以看到向四周发射的“光线”。实际上，看到的是向四周发射的光所产生的散射光。这种散射光产生了漂亮的“光芒四射”视觉效果。
    散射是一种普遍存在的光学现象。当光线通过各种浑浊介质时，有一部分光会改变原来的传播方向，向四方分散，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。
    看近距离拍摄大功率激光管工作的状况：
    
    测试中的是一米长的大功率氦氖激光器，应该说激光的强度非常强，但由于实验室是洁净环境，散射光非常弱，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。
    前面的事例说明：散射是要有散射源——浑浊介质——存在的情况下才会发生的。
    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。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。
    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。
    
    丁达尔散射和瑞利散射的规律不同，是能不能看到蓝天白云的根本原因。
    可见光的光波长范围是400纳米(蓝紫色)到700纳米(红色)。红光端波长是蓝紫光波长的1.75倍。其四次方大约是9.38倍。也就是说，在可见光的范围内，短波长的蓝紫光散射强度接近十倍于长波长的红光散射强度。在摄影中就是要超过三档曝光量(三档曝光量是8倍)。
    在空气条件好的情况下，即空气比较洁净，悬浮尘埃较少时，主要的散射是瑞利散射，散射光中蓝色成份较多。这就是所期望看到的蓝天白云。而在一些城市里，特别是大气污染较严重的大城市里，由于空气中充满了线度较大的悬浮尘埃粒子，此时的散射光有很大一部分是丁达尔散射产生的，呈白色。因此，天空就是白茫茫的。
    
    白色的太阳光包含着从红到蓝紫各色的光，在太阳光经过大气层时，会发生散射，而且主要是与光波长有关的瑞利散射。在这种散射的作用下，短波长(蓝光)的成份被散射掉了，透射的光中长波长(红光)的成份就较多。透射光中的红光成份比例是与光线穿过大气层的行程长短有关的。从下图我们可以看出早晨和黄昏时的太阳光穿过大气层的行程比中午时长得多(一般来说要长6-10倍)，被散射掉的蓝光也要多得多。因此，早晚的太阳看上去就是偏红色的。
    另外，在生活在地球上看天空，白天和晚上看到的景象不同的原因也是大气层的散射。如果没有散射，在白天看到的天空将与晚上一样，满天星斗在黑色的背景上闪烁，唯一不同的是有一个十分明亮的太阳在黑色的背景上发出耀眼的光芒。这不是幻想，事实上宇航员从太空已经看到了这样的现象。而且正因为地球被大气层包围着，宇航员从太空看地球，看到的是一个美丽的“蓝色的星球”。
    
    在散射粒子线度很小的情况下(主要发生瑞利散射)，散射光是偏振光。因此在摄影时可以用偏振滤镜来加强蓝天白云的效果。由于偏振滤镜滤去了白光中的一部分而让全部蓝色偏振散射光通过，使得天空的蓝色更蓝，而白云也显得较暗些，产生了非常良好的效果。
    清晨的薄雾和河面上的水气所产生的散射光使画面有一种缥缈如仙景的感觉。雾是由许多细小的水点形成的，能产生大量的散射光。所以在薄雾笼罩下的景物，能比较明显地区分出前景，中景和远景，从而表现出空间的纵深感。此外，薄雾还能掩盖杂乱无章的背景，有利于突出画面中的主要形象，提高作品表现力。