La dispersione di Mie è il modo in cui le particelle sferiche diffondono la radiazione che rimbalza su di esse. Le formule usate per descrivere la diffusione dell’onda di radiazione funzionano meglio quando le particelle sono di dimensioni simili alla lunghezza dell’onda. Le goccioline d’acqua nell’atmosfera e le cellule animali sane diffondono entrambe le radiazioni elettromagnetiche secondo i principi della diffusione di Mie.
Le formule che descrivono la dispersione di Mie possono essere utilizzate per determinare una serie di cose diverse. La dimensione e la composizione della particella possono essere utilizzate per prevedere quanta radiazione verrà diffusa e in quali direzioni la radiazione viaggerà. Al contrario, esaminare il comportamento di un’onda elettromagnetica dopo che è entrata in contatto con una particella può dare agli scienziati un’idea delle dimensioni e della composizione della particella sferica stessa.
Particelle delle dimensioni applicabili alle formule di scattering di Mie diffondono la luce in modo prevedibile. La radiazione è diffusa tutt’intorno alla particella, sebbene una parte maggiore sia diffusa sul lato della particella che è rivolto lontano dalla sorgente della radiazione elettromagnetica. Piccole quantità di radiazioni, tuttavia, rimbalzano verso la fonte della radiazione e ad angoli acuti rispetto ad essa.
La meteorologia e le scienze biologiche utilizzano le informazioni raccolte dallo scattering di Mie. In meteorologia, il comportamento delle onde elettromagnetiche quando rimbalzano sulle particelle può aiutare a determinare quanto sia denso il particolato nel cielo. Questo particolato può includere polvere, acqua e polline, nonché inquinanti comuni, il che rende possibile valutare la qualità dell’aria attraverso l’applicazione delle equazioni di dispersione di Mie. In biologia, le cellule sane diffondono la luce secondo i principi della diffusione di Mie. Le cellule cancerose diffondono la luce in un modo diverso, il che rende la diffusione di Mie utile nella diagnosi di tumori visivamente simili alle cellule sane.
Lo scattering di Mie è stato sviluppato nel 1900 dal fisico tedesco Gustav Mie. Ha sviluppato le sue formule per descrivere meglio il comportamento delle onde elettromagnetiche attorno a particelle che avevano approssimativamente la stessa dimensione in diametro di una lunghezza d’onda della radiazione. Le particelle che sono molto più piccole di una lunghezza d’onda possono essere descritte utilizzando una serie di formule che descrivono lo scattering di Rayleigh. Le particelle che sono molto più grandi della lunghezza d’onda della radiazione diffondono la luce in un modo ben descritto dalle formule per la diffusione di Rayleigh-Gans-Debye.