由基礎(chǔ)物理知識(shí)可知，光與物質(zhì)的相互作用會(huì)引起光的吸收、色散和散射現(xiàn)象。所謂光 的散射可以這樣理解：當(dāng)光束通過(guò)存在不均勻性的透明或半透明介質(zhì)（比如硅膠中懸浮著熒 光粉），光線就會(huì)從各個(gè)方向散開(kāi)。1908年g.mie先解出了入射到懸浮著球形粒子的介質(zhì) 的平面光波的麥克斯韋方程組的嚴(yán)格解，關(guān)于這方面的討論就是mie散射理論的主要內(nèi)容。 按照mie散射理論，，當(dāng)散射粒子的半徑遠(yuǎn)小于入射光的波長(zhǎng)時(shí)，總散射光強(qiáng)與波長(zhǎng) 有關(guān)，這就是瑞利散射定律，即散射光強(qiáng)與波長(zhǎng)的四次方成反比：
瑞利散射定律可以解釋天空為什么是藍(lán)色，因?yàn)樵诳梢?jiàn)光中，藍(lán)紫光波長(zhǎng)短， 散射強(qiáng)度大，晴朗的天空見(jiàn)到的光即為散射光。第二，散射粒子的半徑比入射光 的波長(zhǎng)大時(shí)，則散射強(qiáng)度與波長(zhǎng)無(wú)關(guān)。這個(gè)結(jié)論可以解釋為什么云霧是白色的， 因?yàn)樵旗F中懸浮的水滴半徑比入射光的波長(zhǎng)大，對(duì)所有可見(jiàn)光波長(zhǎng)的散射強(qiáng)度幾乎一致，所以各種波長(zhǎng)散射光混在一起變成白色。
至于為什么會(huì)隨著懸浮粒子半徑增大，會(huì)出現(xiàn)兩種不同的情況。我們可以用 衍射的條件來(lái)解釋。衍射發(fā)生的條件是粒子的線度（即粒子的大?。?，接近于入 射光的波長(zhǎng)。當(dāng)懸浮粒子半徑較大時(shí)，粒子對(duì)光線的衍射作用很小，而粒子的對(duì) 光線的折射反射等幾何光學(xué)作用很大，粒子就像一個(gè)有一定折射率的球形透鏡， 將大量入射到粒子上光線會(huì)聚在粒子的正前方很小的角度內(nèi)，光線的偏離角度 小，散射小。當(dāng)粒子半徑較小時(shí)，粒子對(duì)光線的衍射作用很明顯，因此光線在穿 過(guò)粒子時(shí)，一部分的光會(huì)從粒子邊緣衍射到四周，光線的偏離角度大，散射大。 需要注意的是，衍射作用的強(qiáng)弱是與入射波長(zhǎng)有關(guān)的，這就是瑞利散射的深層原因。