[科普中国]-前向散射

定义

散射是指光在媒质传播过程中因受到悬浮微粒或媒质本身密度无规则变化影响而发生的向各个不同方向偏离的现象。散射产生原因是大量微粒的不定向反射，或媒质密度变化引起的不定向折射。散射光方向性较差，可对物体产生较为柔和的照明。

散射时，如果相对于电子入射方向，散射角小于90°，则为前向散射，否则为背向散射。

前向散射包含复杂的散射过程，如右图所示。单程散射而偏离光轴的散射的辐射由另外的散射体再次散射。有的多次重复这个过程，其中相当一部分重新进入光轴方向或稍微偏离光轴方向而边入接收平面，称此为多程散射。而初始的平行光束中直接到达接收面的辐射为单程辐射。

原理应用天气现象传感器天气现象传感器一般由发射器、接收器和数据采集处理器组成。光源使用红外LED，或者激光半导体红外二极管。

天气现象传感器主要有两种体制，一种是利用光闪烁原理，另一种就是利用光的前向散射原理，如右图所示。通过测量能见度、降水强度和降水粒子尺度等参数，分析出天气现象，报告现在天气。2

散射能见度仪散射能见度仪是测量散射系数而计算出气象光学视程的仪器。

在国内外机场、高速公路、港口和常规气象观测中雾的监测多用芬兰FDl2系列前向散射能见度仪。它是由发送器、接收器与数据处理器组成。每当发射器发出红外光脉冲，通过空气中的气溶胶粒子的前向散射，由接收器接收一部分散射光，然后由处理器计算出气象光学视程，记录和显示，其中显示器分别设在机场搭台，天气预报室等指挥航班的单位。3