Welche Arten von Wechselwirkungen treten auf? Wie wirken sie sich aus?
RAYLEIGH-Streuung
Dadurch, dass der Partikeldurchmesser deutlich kleiner als die Wellenlänge der auftreffenden Streuung ist, variiert die Streuung sehr stark bei unterschiedlichen Wellenlängen. Dies ist bei Streuung an Luftmolekülen der Fall.
Graphik 1: Sonnenuntergang [Windows-Vorlage]
Größenparameter: x = 2πr/λ
mit x<<1
Bei etwa konstanter Partikelgröße wird Strahlung kürzerer Wellenlänge mehr gestreut als Strahlung größerer Wellenlänge.
Damit lässt sich auch der blaue Himmel und ein rötlicher Sonnenuntergang erklären:
Im sichtbaren Bereich wird also blaues Licht am ehesten gestreut. Dadurch erscheint uns auch der Himmel blau. Die Sonne leuchtet in der Komplementärfarbe dazu – in gelb. Steht nun die Sonne tief, hat das Licht einen längeren Weg durch die Atmosphäre. Somit werden auch noch Anteile des grünen Lichts gestreut. Die Sonne erscheint orange bis rot.
Graphik 2: Rayleigh-Streuung in Abhängigkeit der Wellenlänge des sichtbaren Lichts [Wikipedia, GNU Free Documentation License, 2007]
Rayleigh-Phasenfunktion: p(Θ) = ¾ (1+cos²Θ)
Für den komplexen Brechungsindex gilt: m ≈ 4. Der Streukoefizient ergibt sich dadurch zu:
βs = 1/λ4