Rozptyly světla na malých částicích

Abstract

Tento příspěvek se zabývá klasickou problematikou rozptylu světla na malých částicích, jehož pomocí jsou vysvětlovány některé klasické jevy atmosférické optiky (proč je obloha modrá, proč jsou červánky červené apod.). Na problematiku nahlížíme s oporou v teorii rozptylu, kdy demonstrujeme, že jen ve velmi malém počtu případů se uplatňuje v čisté podobě Rayleighův rozptyl, který je s uvedenými fenomény většinou spojován, a který je mezním případem obecnějšího Mieova rozptylu pro velmi malé částice. Uvádíme několik klasických i netradičních námětů na jednoduché experimenty včetně rozptylu v roztoku mléka, na částečkách cigaretového kouře či na částicích síry vzniklých v důsledku chemické reakce. Pozornost věnujeme také problematice polarizace rozptýleného světla, kde uvádíme některé náměty na další potenciálně zajímavé experimenty.

This contribution deals with the classic issue of light scattering on small particles, which is used to explain some classic phenomena of atmospheric optics (why the sky is blue, why red stars are red, etc.). We look at the issue with the support of scattering theory, where we demonstrate that only in a very small number of cases is Rayleigh scattering applied in its pure form, which is mostly associated with the mentioned phenomena, and which is a limiting case of the more general Mie scattering for very small particles. We present several classic and non-traditional subjects for simple experiments, including dispersion in a milk solution, on particles of cigarette smoke or on particles of sulfur formed as a result of a chemical reaction. We also pay attention to the issue of polarization of scattered light, where we present some ideas for other potentially interesting experiments.