電磁波は散乱が起こる放射の最も有名かつ最もよく出会う形態の1つである。 光と電波（特にレーダー）の散乱は特に重要です。 電磁波散乱のいくつかの異なる側面は、従来の名称を持つほど区別されています。 弾性光散乱（エネルギー移動が無視できる）の主な形態は、レイリー散乱とミー散乱です。 非弾性散乱には、ブリルアン散乱、ラマン散乱、X線非弾性散乱、コンプトン散乱があります。
光散乱は、ほとんどのオブジェクトの目に見える外観に寄与する2つの主要物理プロセスの1つで、もう1つは吸収です。 例えば、石を構成する透明な微小結晶の境界や、一枚の紙の中の微小な繊維によって、物体の内部または表面の不均一性による光の多重散乱によって、白と表現される表面がその外観に起因しているのである。 より一般的には、表面の光沢（または光沢、艶）は散乱によって決定される。
分光吸収（特定の色の選択的吸収）は、弾性散乱による多少の修正で、ほとんどの物体の色を決定する。 皮膚の静脈の見かけの青色は、分光吸収と散乱の両方が発色において重要かつ複雑な役割を果たす、一般的な例です。 光散乱は、空（レイリー散乱）、人間の青い虹彩、一部の鳥の羽のように、吸収なしで色を作り出すこともできます（Prumら、1998年）。 しかし、ナノ粒子における共鳴光散乱は、特に表面プラズモン共鳴が関与する場合、多くの異なる高彩度かつ鮮やかな色合いを作り出すことができます（Roqué et al.）
光散乱のモデルは、次のように定義される無次元サイズパラメータ、αに基づいて3つのドメインに分けることができます：
α = π D p / λ , {displaystyle \ =\pi D_{text{p}}/lambda ,}
ここでπDpは粒子の円周、λはメディア内の入力放射線の波長である。 αの値に基づいて、これらの領域は、 α ≪1： レイリー散乱（光の波長に比べて小さな粒子）、α ≪1： ミー散乱（光の波長とほぼ同じサイズの粒子、球体に対してのみ有効）、α ≫1： 幾何散乱（光の波長よりもはるかに大きな粒子）です。
レイリー散乱は、粒子、気泡、液滴、あるいは密度揺らぎなど、屈折率の異なる小さな球状の体積によって、電磁波（光を含む）が散乱される過程である。 この効果は、レイリー卿によって初めてモデル化され、その名が付けられた。 レイリーモデルの適用には、球体の直径が散乱波の波長（λ）よりもはるかに小さいことが必要で、通常、上限は波長の約1/10とされる。 このサイズ領域では、散乱中心の正確な形状は通常あまり重要ではなく、多くの場合、等価体積の球体として扱うことができる。 純ガスを通過する放射線が受ける固有の散乱は、ガス分子の移動に伴う微視的な密度揺らぎによるもので、通常、レイリーモデルが適用できる程度の小さなスケールです。 晴れた日の地球が青く見えるのは、この散乱メカニズムによるもので、頭上を通過する太陽光のうち、波長の短い青色は、波長の長い赤色よりも強く散乱されるという、レイリーモデルの有名な1/λ4関係に従っている。 このような散乱は、吸収と並んで、大気による放射線の減衰の主な原因となっています。
より大きな直径の場合、球体による電磁波散乱の問題はGustav Mieによって最初に解決され、したがってレイリー範囲より大きな球体による散乱は通常Mie散乱として知られています。 Mie領域では、散乱中心の形状が非常に重要になるため、この理論は球体や、多少の修正を加えて球形や楕円体にのみよく適用される。
ミー散乱とレイリー散乱はともに弾性散乱とみなされ、光のエネルギー（したがって波長と周波数）は大きく変化しない。 しかし、移動する散乱中心によって散乱された電磁波はドップラーシフトを起こし、それを検出してライダーやレーダーなどの技術で散乱中心/sの速度を測定するために使用することができる。 このシフトはエネルギーのわずかな変化を伴う。
粒子径と波長の比が約10以上の場合、粒子と光の相互作用を記述するには、幾何光学の法則でほぼ十分である。 Mie理論はこれらの大きい球にまだ使用することができるが、解はしばしば数値的に扱いにくくなる。
より大きく、不規則な形の粒子のようにRayleighおよびMieモデルが適用できない場合の散乱のモデル化については、使用できる数値的方法が多くある。 最も一般的なのは、Maxwellの方程式を解いて散乱電磁場の分布を求める有限要素法です。 洗練されたソフトウェアパッケージがあり、ユーザーは空間内の散乱特性の屈折率または指数を指定し、構造の2次元または場合によっては3次元モデルを作成することができます。 7569>
電気泳動では、電界の影響下で高分子の移動が行われます。 電気泳動光散乱では、粒子を移動させる液体に電界をかけます。 粒子上の電荷が大きいほど、粒子は速く移動することができる。
