Рэлеевское рассеяние

Для рассеивания на осцилляторе массы m, с зарядом q и собственной частотой ${\displaystyle \nu _{0}}$ сечение рассеяния ${\displaystyle \sigma _{R}}$ пропорционально четвёртой степени частоты рассеиваемого света ${\displaystyle \nu$ :}

${\displaystyle \sigma _{R}={8\pi \over 3}\left({q^{2} \over {mc^{2}}}\right)^{2}\left({\nu \over {\nu _{0}}}\right)^{4}.}$

Зависимость вывел британский физик Джон Рэлей в 1871 г.

Сечение ${\displaystyle \sigma _{R}}$ зависит от угла рассеяния ${\displaystyle \theta }$ между направлениями падающей и рассеянной волн:

${\displaystyle d\sigma _{R}(\theta )={3 \over 8}\sigma _{R}(1+\cos ^{2}\theta )\sin \theta d\theta ,}$

рассеянная волна линейно поляризована вдоль направления, перпендикулярного плоскости, проходящей через направления распространения падающей и рассеянной волн. При рассеянии на сферических частицах (неоднородностях) степень поляризации p для неполяризованного падающего света равна:

${\displaystyle p={\sin ^{2}\theta \over {1+\cos ^{2}\theta }};}$

для рассеяния на удлинённых частицах на степень поляризации влияет и их ориентация.[4]

Рэлеевское рассеяние определяется как происходящее без существенного изменения частоты.[3] Но тепловые флуктуации вносят изменение в спектральный состав, причём в жидкостях уширение может достигать 150 см⁻¹.[5]