La diffusion Mie est la façon dont les particules sphériques diffusent le rayonnement qui rebondit sur elles. Les formules utilisées pour décrire la diffusion de l’onde de rayonnement fonctionnent mieux lorsque les particules sont de taille similaire à la longueur de l’onde. Les gouttelettes d’eau dans l’atmosphère et les cellules animales saines diffuseront toutes deux le rayonnement électromagnétique conformément aux principes de la diffusion de Mie.
Les formules qui décrivent la diffusion de Mie peuvent être utilisées pour déterminer un certain nombre de choses différentes. La taille et la composition de la particule peuvent être utilisées pour prédire la quantité de rayonnement qui sera diffusée et dans quelles directions le rayonnement se déplacera. Inversement, l’examen du comportement d’une onde électromagnétique après son contact avec une particule peut donner aux scientifiques une idée de la taille et de la composition de la particule sphérique elle-même.
Des particules de tailles applicables aux formules de diffusion de Mie diffusent la lumière de manière prévisible. Le rayonnement est diffusé tout autour de la particule, bien qu’une plus grande partie soit diffusée sur le côté de la particule qui est opposé à la source du rayonnement électromagnétique. Cependant, de petites quantités de rayonnement rebondissent vers la source du rayonnement et à des angles aigus par rapport à celle-ci.
La météorologie et les sciences biologiques utilisent les informations recueillies à partir de la diffusion Mie. En météorologie, le comportement des ondes électromagnétiques lorsqu’elles rebondissent sur des particules peut aider à déterminer la densité de la matière particulaire dans le ciel. Ces particules peuvent comprendre de la poussière, de l’eau et du pollen, ainsi que des polluants courants, ce qui permet d’évaluer la qualité de l’air grâce à l’application des équations de diffusion de Mie. En biologie, les cellules saines diffusent la lumière selon les principes de la diffusion Mie. Les cellules cancéreuses diffusent la lumière d’une manière différente, ce qui rend la diffusion de Mie utile pour diagnostiquer les cancers qui sont visuellement similaires aux cellules saines.
La diffusion de Mie a été développée dans les années 1900 par le physicien allemand Gustav Mie. Il a développé ses formules afin de mieux décrire le comportement des ondes électromagnétiques autour de particules qui avaient à peu près la même taille de diamètre qu’une longueur d’onde du rayonnement. Les particules qui sont beaucoup plus petites qu’une longueur d’onde peuvent être décrites à l’aide d’un ensemble de formules décrivant la diffusion Rayleigh. Les particules qui sont beaucoup plus grandes que la longueur d’onde du rayonnement diffusent la lumière d’une manière bien décrite par les formules de diffusion Rayleigh-Gans-Debye.