On peut observer à l'ultramicroscope des particules de l'ordre du millième de micromètre en suspension dans un liquide ou dans un gaz, pourvu que ces particules soient suffisamment distantes les unes des autres. Lorsque leur concentration est trop élevée pour que le microscope puisse les séparer, leur ensemble diffracte un flux lumineux assez intense pour être perceptible à l'œil nu ; on dit qu'il y a diffusion et l'ensemble des particules constitue un milieu trouble.
La diffusion joue un rôle particulièrement important en météorologie. Elle suit des lois qui dépendent de la dimension des particules par rapport à la longueur d'onde de la lumière qui les éclaire.
1. Cas des particules très petites par rapport à la longueur d'onde
Considérons un milieu trouble éclairé par un faisceau lumineux parallèle. Représentons par A cosω t la vibration incidente de longueur d'onde λ en un point P ; v est un élément de volume du milieu en ce point. D'après la théorie générale de la diffraction, cet élément se comporte comme une source en phase avec la vibration incidente, et on démontre qu'il envoie en un point M, à une distance MP = r, une vibration d'amplitude :
L'intensité lumineuse correspondante s'écrit :
Pour chaque radiation, le faisceau lumineux transmis par le milieu trouble transporte une énergie égale à la différence entre l'énergie incidente et l'énergie diffusée. Les radiations violettes, qui sont les plus affaiblies, sont moins bien transmises que les radiations rouges et, si la lumière incidente est blanche, la lumière transmise est d'autant plus fortement colorée en rouge que l'épaisseur traversée a été plus grande.
On explique la diffusion de la lumière par la vibration des électrons présents dans les molécules du milieu diffusant sous l'action du […]
… pour nos abonnés, l'article se prolonge sur 3 pages…
