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Rayleigh-Streuung

 

['reɪlɪ-; ], die inkohärente Lichtstreuung an regellos verteilten kugelförmigen Teilchen, deren Radius kleiner als etwa ¹/₁₀ der Wellenlänge λ des gestreuten Lichts ist und deren mittlere Abstände gegen diese groß sind. Teilchen in diesem Sinn sind Fremdkörper wie Staubteilchen und kleine Flüssigkeitstropfen, aber auch Dichteschwankungen (Inhomogenitäten). Die Lichtstreuung unter diesen Bedingungen wurde erstmals 1871 von J. W. Rayleigh mithilfe der maxwellschen Gleichungen berechnet. Danach ist die Intensität des gestreuten Lichts umgekehrt proportional zur vierten Potenz von λ, weshalb blaues Licht etwa fünfmal stärker gestreut wird als rotes; hierauf beruht die Blaufärbung des Himmels (Himmelsblau). Bei der Rayleigh-Streuung ist die Intensität von gestreutem Licht, das mit dem Vektor der elektrischen Feldstärke parallel zur Streuebene polarisiert ist, proportional zum Quadrat des Kosinus des Streuwinkels. Deshalb wird unter 90º gestreutes Licht vollkommen polarisiert, während die Polarisation von direkt gestreutem Licht unverändert bleibt. Die Rayleigh-Streuung ist der Grenzfall der allgemeineren Theorie der Mie-Streuung für kleine Teilchen (Mie-Effekt).