Lumière qui a été déviée de son trajet initial par des particules ou des surfaces.La lumière diffusée est une lumière qui a été déviée de sa trajectoire initiale par des interactions avec des particules, des molécules ou des surfaces. Ce processus est responsable de la couleur bleue du ciel, du rougissement des couchers de soleil et de la lueur diffuse autour des étoiles et des galaxies. En astrophysique, la lumière diffusée transporte des informations sur la composition et la structure du milieu diffusant, de la poussière interstellaire aux atmosphères des exoplanètes.
La théorie quantitative de la diffusion a été développée par Lord Rayleigh dans les années 1870, en s'appuyant sur les travaux antérieurs de James Clerk Maxwell sur l'électromagnétisme.
Lorsque la lumière rencontre une particule, son champ électrique induit des oscillations dans les charges de la particule, qui réémettent alors de la lumière dans toutes les directions. L'intensité et la distribution angulaire de cette lumière réémise dépendent de la taille de la particule par rapport à la longueur d'onde, de l'indice de réfraction et de la polarisation. La diffusion de Rayleigh domine pour les particules beaucoup plus petites que la longueur d'onde, tandis que la diffusion de Mie s'applique aux particules plus grandes.
Utilisée en télédétection, en physique atmosphérique et en astronomie pour sonder les propriétés des nuages de poussière, des atmosphères planétaires et même du fond diffus cosmologique.
L'effet Tyndall — où un faisceau de lumière devient visible en traversant un colloïde — est une conséquence directe de la diffusion et explique pourquoi les phares de voiture apparaissent comme des cônes dans le brouillard.
