空气的瑞利-布里渊光散射光谱：实验、预测模型与无量纲标度

在空气中进行了一系列自发瑞利-布里渊散射（RBS）实验，压力范围为 0.25–3 bar，温度范围为 273–333 K。分析了 RB 光谱轮廓随实验参数（如入射波长、散射角、压力和温度）的函数行为，以及随气体热力学性质（如剪切黏度、热导率、内热能容和体积黏度）的依赖关系。测量采用散射几何结构，探测散射角 $\theta=55.7^\circ$、入射波长 $\lambda_i=532.22$ nm，在此条件下布里渊特征比直角几何和紫外光下更显著。对于 1–3 bar 的压力条件，在高信噪比下测量的 RB 光谱与 Tenti-S6 模型计算进行比较，并提取了空气的体积黏度值。发现 $\eta_b$ 值在测量区间 $1.0 - 2.0 \times 10^{-5}$ Pa$\cdot$s 内随温度呈线性依赖。从一组实验中推导出温度依赖值：$\eta_{\rm b} = (0.86 \times 10^{-5}) + 1.29 \times 10^{-7} \cdot (T - 250)$。这些结果被纳入模型计算中，并针对与地球大气相关的低压条件（$p < 1$ bar）进行了验证。结果表明，在亚大气条件下，给定气相和探测条件（$p$、$T$、$\lambda_i$ 和 $\theta$）以及气体输运系数值，可通过 Tenti-S6 模型生成空气的 RB 散射光谱轮廓。