Как происходит рассеяние света?

Попробуем совсем кратко пояснить суть процесса рассеяния с помощью электромагнитной теории света и электронной теории строения вещества. Согласно электромагнитной теории, распространение света в любой среде есть распространение в ней электромагнитных волн. Во всякой точке пространства, до которой дошел свет, внезапно появляется переменное электромагнитное поле, напряженность электрического и магнитного полей которого изменяется периодически с частотой этой электромагнитной волны.

Световой поток распространяется в некоторой среде, например атмосфере. На его пути встречается малая частица, размер которой существенно меньше длины падающей волны и показатель преломления которой отличается от показателя преломления окружающей среды. Эта частица, например молекула или атом, забирая у падающей волны часть ее энергии, под влиянием переменного электромагнитного поля падающей волны превращается в диполь, у которого "центры тяжести" электронов и положительных зарядов оказались разделенными некоторым расстоянием. Электрический момент диполя будет изменяться периодически в такт с изменением поля падающей волны. Такой диполь сам становится источником новых электромагнитных волн, которые он излучает в окружающее пространство в виде волн рассеянного света. Рассеяние будет происходить до тех пор, пока на частицу падает световой поток.

Такое рассеяние, когда размер рассеивающей частицы много меньше длины падающей на нее волны, называют молекулярным или рэлеевским.

Рассеивающими частицами являются не сами молекулы воздуха, как это считал Рэлей, а их случайные сгущения, обусловленные тепловым и турбулентным движениями. Эти случайные сгущения молекул воздуха были названы флюктуациями плотности. Теория флюктуационного рассеяния была создана физиком М. Смолуховским и А. Эйнштейном. Основные ее выводы совпали с выводами теории Рэлея. Поэтому за этим видом рассеяния исторически закрепилось название молекулярного, или рэлеевского.