汤姆逊散射和瑞利散射有什么区别?

汤姆逊散射和瑞利散射都是光与物质相互作用的现象，但发生的条件和机制不同。汤姆逊散射涉及自由电子与光子的弹性碰撞，波长不变；瑞利散射则发生在光子与微小粒子（如分子）的相互作用中，散射强度与波长的四次方成反比，导致短波光更容易被散射。

区别

汤姆逊散射：当光子与自由电子碰撞时发生，散射光的波长与入射光相同，能量守恒。这种现象主要出现在高能粒子或等离子体环境中，如X射线与电子的相互作用。散射光的强度与入射光强度成正比，且散射方向对称，前后向散射概率相等。这种散射不依赖光的波长，因此不会产生颜色选择性。

瑞利散射：光子与比波长小得多的粒子（如空气分子）碰撞时发生，散射光的波长不变，但强度随波长缩短急剧增加。这是为什么天空呈现蓝色的原因——蓝光波长短，散射更强烈。散射光呈不对称分布，前向和后向散射强度不同，且粒子尺寸越小，散射效果越明显。这种现象常见于可见光与大气分子的相互作用。