Η ηλεκτρομαγνητική σκέδαση είναι η φυσική επίδραση ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος, όπως το φως ή τα ραδιοκύματα, που χτυπά ένα αντικείμενο. Αντί να προχωρήσει σε ευθεία γραμμή, όπως τα κύματα φωτός κάνουν ανεμπόδιστα, το φως διαθλάται ή αναπηδά από μικροσκοπικές υφές στο αντικείμενο. Η ηλεκτρομαγνητική σκέδαση είναι συχνά υπεύθυνη για την εμφάνιση του χρώματος και έχει πολλές διακριτές μορφές.
Λαμβάνοντας υπόψη αρκετές γνώσεις σχετικά με τα σωματίδια και τα κύματα που διασκορπίζονται, είναι δυνατή η πρόβλεψη για το πώς θα διασκορπιστεί το φως. Η διαδικασία μπορεί επίσης να λειτουργήσει αντίστροφα, καθώς η επιστημονική παρατήρηση της σκέδασης μπορεί να παρέχει πληροφορίες για το εισερχόμενο κύμα και τα σωματίδια που το διασκορπίζουν. Η μελέτη της διασποράς έχει οδηγήσει σε σημαντικές προόδους σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένων των εικόνων που δημιουργούνται από υπολογιστή, του ραντάρ και της ιατρικής τεχνολογίας.
Γιατί ο ουρανός είναι μπλε είναι μια δημοφιλής ερώτηση που μπορεί να εξηγηθεί με την ηλεκτρομαγνητική σκέδαση. Η σκέδαση Rayleigh βασίζεται στα πειράματα ενός Άγγλου επιστήμονα των αρχών του 20ου αιώνα, του John Strutt, του τρίτου Βαρώνου του Rayleigh. Η εργασία του διεξήχθη σχετικά με τις επιδράσεις σκέδασης των κυμάτων φωτός σε σωματίδια μικρότερα από τα εισερχόμενα κύματα. Επειδή το μπλε έχει μικρό μήκος κύματος, είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στη διασπορά καθώς αναπηδά από τα σωματίδια αερίου του αέρα που περιβάλλει τη Γη. Οι κόκκινες, κίτρινες και πορτοκαλί αποχρώσεις έχουν πολύ μεγαλύτερα μήκη κύματος, γι’ αυτό είναι ορατές μόνο στον ουρανό όταν κοιτάζετε κοντά ή τον ήλιο.
Λόγω του μικρού μεγέθους των σωματιδίων σκέδασης στη σκέδαση Rayleigh, το σχήμα των σωματιδίων δεν θεωρείται σημαντικό. Τα μεγαλύτερα κέντρα σκέδασης καλύπτονται από τη θεωρία Mie της ηλεκτρομαγνητικής σκέδασης, που πήρε το όνομά του από τον Γερμανό φυσικό Gustav Mie. Ο Mie προσδιόρισε ότι οι αλλαγές στο χρώμα και την αδιαφάνεια είναι καθοριστικές για το μέγεθος και το σχήμα του κέντρου διασποράς. Το έργο του θεωρείται ιδιαίτερα χρήσιμο για την κατανόηση της ηλεκτρομαγνητικής σκέδασης μέσα από ομίχλες ή σύννεφα.
Και οι δύο λύσεις του Rayleigh και του Mie θεωρούνται ελαστικές, πράγμα που σημαίνει ότι η σκέδαση των κυμάτων δεν αποδυναμώνει σημαντικά την ενέργειά τους. Υπάρχουν επίσης πολλές άλλες μορφές που ασχολούνται με τις ενεργειακές μετατοπίσεις λόγω ηλεκτρομαγνητικής σκέδασης, όπως η σκέδαση Brillouin, Raman και Compton. Η σκέδαση Compton θεωρείται ιδιαίτερα σημαντική, καθώς δίνει στοιχεία ότι το φως μπορεί να έχει ιδιότητες τόσο ενός κύματος όσο και ενός ρεύματος σωματιδίων. Η ανελαστική ηλεκτρομαγνητική σκέδαση χρησιμοποιείται σε πολλά πεδία, συμπεριλαμβανομένης της αστροφυσικής, της τεχνολογίας ακτίνων Χ και στη μέτρηση της ελαστικής απόκρισης του ζωντανού ιστού.
Η ηλεκτρομαγνητική σκέδαση είναι, στη βάση της, μια απλή ιδέα, ορατή σε καθημερινές καταστάσεις. Η επιστημονική μελέτη της σκέδασης είναι εξαιρετικά περίπλοκη, και ακόμη και οι διάφορες λύσεις που αναφέρονται παραπάνω δεν εξηγούν πλήρως τα αποτελέσματα και τα αποτελέσματα όλων των καταστάσεων σκέδασης. Αυτό που ανακαλύφθηκε οδήγησε σε τεράστια επιστημονική καινοτομία στις τεχνικές απεικόνισης, καθώς και μας άφησε να καταλάβουμε επιτέλους ακριβώς γιατί ο ουρανός είναι μπλε.