Фиг. 6. 7. 5. Ефект от използването на два поляризатора, чийто равнини на пропущане сключват ъгъл една спрямо друга

Зависимостта на  от дължината на светлинната вълна  се нарича дисперсия на оптичната активност, а зависимостта на елиптичността от  - дисперсия на кръговия дихроизъм. Чрез специални оптични уреди (спектрополяриметри), могат да се получат спектрите на оптичната активност и на кръговия дихроизъм на различни биополимери. С това се получава ценна информация за структурата на макромолекулите (степен на спирализация, полимеризация) и нейната промяна (денатурация) при различни въздействия върху молекулите.

Някои вещества в пречистен вид представляват природна смес от две еднакви по вид молекули, едната лявовъртящ и другата - дясновъртящ изомер. Хирални са много от биологично важните вещества - захари, аминокиселини, лекарствени вещества, съответно те съдържат молекули, които са взаимни оптични изомери. Обикновено полезна биологична активност има само лявовъртящия изомер, докато дясновъртящия изомер е неутрален или предизвиква страничен, понякога вреден ефект. При лекарствените вещества това често пъти е от решаващо значение и това се установява чрез изследване на оптичната им активност. В последните години фармаколозите предлагат да се използват само пречистения лявовъртящ изомер на лекарствените вещества.

Когато сноп светлина достигне разделителна повърхност, която е силно неравна, получава се разсейване на светлината, наречено дифузно отражение. В частност, такова разсейване настъпва от т.н. Ламбертова повърхност, всеки един участък от която разсейва светлина с интензивност, подчиняваща се на закона I_θ = I_n cosθ, където I_n е интензивността на светлината, разсеяна перпендикулярно на повърхността, а I_θ е интензивността на светлината в направлението, сключващо ъгъл θ, с нормалата към повърхността.

По-голямата част от попадащата в очите светлина е преди това отразена от някакви повърхности. Всяко тяло отразява предимно само светлината от определена част от спектъра, което определя неговия цвят.

Ако дължината на вълната λ на разсеяната светлина се запази същата, каквато има падащата светлина, разсейването е еластично, в противен случай имаме нееластично разсейване.

Светлината, отразена от движещи се обекти претърпява Доплерово отместване, което може да се използва за определяне на скоростта на движещите се отразяващи частите.

Когато разсеяната светлина се измерва в течение на няколко ms, нейната интензивност се мени поради брауновото движение на молекулите на разтворителя. В този случай имаме динамично светоразсейване. Най-често разсеяната светлина се измерва и усреднява за период от няколко секунди (s), това е т.н. статично светоразсейване. По-надолу ще става дума само за статично светоразсейване.

Ние виждаме повечето обекти благодарение на светлината, която те отразяват след което тя попада в нашите очи. Тъй като отражението на светлината зависи от нейната дължина на вълната (нейната честота), всяко тяло си има свой спектър на отразена светлина, от което се определя неговия цвят.

Механизмът за разсейване на светлината е различен в зависимост от отношението на средния диаметър (D) на разсейващите частици към дължината на светлинната вълна ().

1) Разсейване на светлината от частици с малък диаметър (D/ <0.1) - биомакромолекули, липозоми, вируси, някои бактерии и др. Това е еластичен тип разсейване. Нарича се Релеевско разсейване по името на неговия откривател Rayleigh. Формата на разсейващите частици няма значение за разсейването и може да се приеме за сферична. Разсейването от малки частици се обяснява с явлението диелектрична поляризация, ето защо се означава още като дифракционно разсейване. Когато светлинният лъч попадне върху такава частица, променливото електрично поле на светлината индуцира променлив електричен дипол (пространствено разделени заряди) в частицата. Индуцираният електричен дипол на частицата трепти в такт със светлинната вълна и излъчва светлина във всички посоки – широкоъгълно разсейване. Разсеяната светлина има почти равномерно ъглово разпределение (Фиг. 6.8.1 - А) и е плоско поляризирана. Този вид разсейване на светлината от малки частици, включително молекулното разсейване, се описва от формулата на Рейли:

I = I_o . к. N. V² / ⁴,

където I и I_о са интензивностите на разсеяната и падащата светлина, а к е параметър, зависещ само от ъгъла на разсейване. Тази формула дава възможност да се определи концентрацията на частиците N или техния обем V, чрез измерване интензивността на разсеяната светлина (нефелометрия) или интензивността на остатъчната преминала през разтвора светлина (турбидиметрия).

Както се вижда от формулата на Рейли, интензивността на разсеяната светлина нараства с V² т.е., с D⁶ ! Обратно, интензивността на разсеяната светлина намалява с λ⁴, поради което ако се разсейва сноп бяла светлина, по-силно ще се разсеят късовълнновите лъчи (виолетови, сини) в сравнение с по-дълговълновите (червени, зелени). Като следствие от това, ако падащата светлина е бяла, разсеяната светлина ще бъде обогатена на лъчи със син цвят, а преминалата светлина ще бъде обогатена на лъчи с червен цвят. Това придава синкав цвят на разсеяната светлина и е характерно за разсейване от течни биологични среди, които съдържат белтъци, безцветни клетки, липозоми и др. (ефект на Тиндал). От своя страна, преминалата през средата светлина ще бъде обеднена на сини лъчи и ще има червеникав цвят. С това се обяснява синия цвят на небето и на (чистата) морска вода и червения цвят на Слънцето при изгрев и залез. Тъй като лъчите с червен цвят се разсейват по-слабо и достигат по-далече, червеният цвят е избран за цвят на важни светлинни сигнали (семафор, светофар, морски фар и др.). По същата причина при наблюдение и фотографиране на обекти, които са покрити с облаци или мъгла, се използват инфрачервени лъчи.

Релеевското разсейване е главната причина за загуба на светлинна енергия при оптичните влакна.

2) Разсейване на светлината от частици с размер, близък до този на дължината на вълната (D/ ≈1) - например еритроцити от човек и някои бактерии. В този случай разсейването зависи обратнопропорционално от обема V на частиците. Например, ако обемът на частиците намалява, разсейването се увеличава. При свиване на еритроцити от човек, тяхната способност да разсейват светлината нараства и обратно, при раздуване на еритроцитите тя намалява. Това се използва за измерване на обемни промени на суспендирани еритроцити, липозоми и др.

3) Разсейване на светлината от по-големи частици (D/ >>10), например от животински и растителни клетки, прах и др. В този случай светлинните лъчи се отразяват и пречупват от частиците. Разсеяната светлина е съсредоточена главно напред (Фиг. 6.8.1 - Б) – получава се тясноъглово разсейване под малък (0.1-10°) ъгъл. В този случай, широкоъглово разсейване (например, разсейване на 90^о) ще настъпи, ако разсейващите клетки съдържат малки по размери вътреклетъчни нееднородности, примерно органели. Това се използва в микробиологията за измерване размерите на органели и клетки. Разсейване от по-големи частици, които имат сферична форма се обозначава като разсейване по механизма на Ми (Mie). В този случай интензивността на разсеяната светлина не зависи от λ, но зависи от диаметъра D на разсейващите частици както D². Разсейване от по-големи частици, които имат несферична форма се обозначава като разсейване по Тиндал (Tyndall). Такова разсейване настъпва при колоидните смеси и суспензии.

5) Друг тип нееластично разсейване е т.н. комбинационно разсейване или разсейване по Раман (Raman). В този случай сноп монохроматична светлина с честота ν_о се разсейва от молекули, които трептят около своя център на масата и се въртят около своята ос на въртене. Съответстващата на това вътремолекулна вибрационна и ротационна енергия на молекулата се нарича оптичен фонон. Фотоните на разсеяната светлина имат по-голяма или по-малка енергия и съответно честота от падащата в зависимост от това, дали те взаимодействат с невъзбудена или възбудена молекула. В първия случай фотонът на падащата светлина възбужда оптичен фонон в молекулата и търпи намаление на своята енергия, съответно разсеяната светлина има по-малка честота от падащата. Във втори случай фотонът на падащата светлина отнема енергията на оптичния фонон от молекулата и разсеяната светлина има по-голяма честота. Поради това в спектъра на разсеяното лъчение освен линиите на падащата светлина се откриват и нови линии, честотата на които представлява сума или разлика от честотата на падащото лъчение и честотите на трептене (ν_вибр) и въртене на молекулите (ν_рот), т.е., ν_о ± ν_вибр и ν_о ± ν_рот. Особено ценни са спектрите на комбинационно разсейване на молекулите с висока симетрия в своя строеж.

При турбидиметричното изследване на дадена клетъчна суспензия, която не поглъща светлината, обикновено се измерва величината D = lg (I_o /I), наречена оптична плътност, където I_o и I означават интензивността на падащата и преминалата през суспензията светлина. Колкото светоразсейването е по-голямо, толкова преминалата светлина ще бъде по-малко и оптичната плътност ще бъде по-голяма. Затова, понякога оптичната плътност се нарича плътност на светоразсейването. При силно разредени суспензии, между оптичната плътност и концентрацията на клетките има правопропорционална зависимост. По този начин чрез измерване на оптичната плътност при  около 600–700 nm се определя концентрацията на клетки, установяват се различните фази на бактериалния растеж, измерва се степента на хемолиза на еритроцити и др. Чрез измерване на оптичната плътност на еритроцитна суспензия се определя резистентността на еритроцитите спрямо различни хемолитични фактори и се измерва осмотичната чупливост на еритроцити, която нараства при някои хемолитични анемии.

Лещата и стъкловидното тяло на окото са обикновено прозрачни за видимата светлина, защото съдържащия се в тях белтък кристалин е в разтворимо състояние. При някои състояния (катаракт, облъчване с УВ-лъчи и йонизиращо лъчение), кристалинът се променя, става неразтворим и агрегира. Образувалите се агрегати разсейват светлинните лъчи, поради което разтворът от кристалин става мътен и затруднява зрението.

Светоразсейването от клетки се използва в съвременните уреди ектацитометри за определяне деформируемостта на еритроцитите. Когато поток от еритроцитна суспензия тече през тънка кювета, клетките се подреждат еднакво и се деформират надлъжно пропорционално на скоростта на течене. В същото време кюветата се пронизва от лъч лазерна светлина, която се разсейва от клетките и образува върху екран петно с формата на елипсоид. Ъгловото разпределение на разсеяната светлина зависи от формата на еритроцитите, съответно от тяхната деформируемост. С помощта на камера се дигитализира формата на елипсоида и неговата осветеност, от което се определя формата на еритроцитите и се определя индекса на тяхната деформируемост. При някои заболявания, например диабет, деформируемостта на еритроцитите намалява.