米氏散射和瑞利散射
海水退潮时水面随浪花泛起一层蓝光是怎么回事？
海水退潮时水面随浪花泛起一层蓝光是怎么回事？
海水对太阳光的散射和喷雾中水滴对太阳光的散射是两种不同的散射。前者是瑞利散射，散射的强度与波长的四次方成反比，所以长波长的红光大部分被海水吸收，而短波长的蓝光和紫光大部分被散射，而人眼对紫光不敏感，所以看到的海水基本是蓝色或深蓝色。后者是米氏散射，主要是粒子，比如烟、灰尘、水滴。散射的强度与波长的二次方成正比。所以散射强度和波长关系不大，各波长散射大致均匀，所以喷雾是白色的。这个解释也可以回答为什么天是蓝的，云是白的。
入射光的波长愈怎么散射作用越长？
1.瑞利散射是尺度远小于入射光波长的粒子引起的散射现象。
根据英国物理学家瑞利的研究，分子的散射强度与入射光波长的四次方成反比，各个方向的散射强度不同。
2.当大气中粒子的直径相当于入射波长时，就会发生米氏散射。散射的强度与波长的二次方成反比，光的前向散射比后向强，方向性明显。
3.拉曼散射当介质的尺寸大于光的波长时，光通过介质时，由于入射光与介质分子运动的相互作用，频率发生变化。
拉曼散射比瑞利散射弱得多。
用经典理论解释拉曼散射时，认为分子以固有频率vi振动，极化率随vi周期性变化。在频率为v0的入射光作用下，这两个频率的耦合产生三个频率:v0，v0 vi，v0-vi3。频率为v0的光为瑞利散射光，后两个频率对应拉曼散射线。
为什么喀斯特水是蓝色的？
九寨沟水富含钙离子和碳酸氢根离子。如此高浓度的钙离子、碳酸氢根离子和碱性水环境使得湖中存在大量的钙华(碳酸钙)颗粒。由于瑞利散射和米氏散射，这些钙华颗粒对可见光中波长较短的蓝绿色光有很强的选择性反射和散射作用，各个方向的散射强度不同，使得湖泊在不同角度观看时呈现出深浅不同的颜色。据实测数据显示，九寨沟乌海反射的红、绿、蓝光比例分别约为9.2%、49.6%和41.2%，反射光独特的构成使湖色呈现人眼观察到的明亮蓝绿色。
除了钙华颗粒对光的选择性反射和散射外，深邃低浊的水体也是湖水呈现蓝绿色的重要原因。九寨沟喀斯特湖泊水体主要由大气降水和地下岩溶水补给，含沙量低，清洁度高。此外，九寨沟景区植被丰富，地表径流少，含沙量低，使得湖水浊度低，透明度极高。当湖水到达在一定深度，清洁度高的水选择性吸收红光等长波长可见光，主要反射短波长的蓝绿光。此时，湖水越深，人眼观察到的湖色越蓝。因为喀斯特，同一地区的喀斯特湖泊深度有时相差很大。正是多种因素的综合作用，造就了九寨沟喀斯特湖泊独特的蓝色。