Moderní fotometrické metody stanovení zákalu kapalných i pevných látek se opírají o teorii rozptylu světla či obecně elektromagnetického záření. Přes značný pokrok, kterého bylo dosaženo při poznání jevů rozptylu světla, je stávající teorie dosud otevřená. Vzhledem ke složitosti teorie a poměrné matematické náročnosti, přesahuje její popis rámec této práce. To platí i o zjednodušených modelech rozptylu světla popsaných již na přelomu 19. a 20. stoletíRayleighem a Miem [5].
Kvalitativně můžeme říci, že relativní intenzita světla rozptýleného zakalenou kapalinou závisí na mnoha veličinách charakterizujících jak světlo tak i rozptylující prostředí. Zvláště pak závisí na vlnové délce a polarizaci optického svazku, jeho geometrii, rozměrech a tvaru rozptylujících částic, jejich indexu lomu a absorpci včetně indexu lomu a absorpce dispergující kapaliny (matrice). Rovněž významně závisí na úhlu, pod jakým rozptyl pozorujeme a velikosti tzv. interakčního objemu. Např. světlo z modré části spektra je rozptylováno intenzivněji nežli světlo červené. Dostaneme tedy i rozdílné hodnoty při měření rozptylu bílého (polychromatického) světla v barevných nádobách či obecně matricích.
Molekuly a submikronové částice, jako např. koloidy, o rozměrech menších nežli 0,3 mm rozptylují světlo s intenzitou řádově stejnou ve všech směrech (tzv.Tyndallův jev), zatímco částice o rozměrech větších nežli 1 mm, jako např. kvasinky, částice křemeliny, komplexní sloučeniny rozptylují světlo převážně v dopředném směru.
V neposlední řadě závisí intenzita rozptýleného světla na koncentraci rozptylujících částic. Avšak na rozdíl od optické absorpce, kterou lze popsat ve většině případů Lambert-Beerovým zákonem [6], platí tento v případě rozptylu světla (v dopředném směru) jen pro velmi malé koncentrace částic, řekněme přibližně, menší než jedno objemové procento. V takovém případě, podobně jako při absorpci světla, klesá intenzita optického svazku v kalném a absorbujícím prostředí exponenciálně se vzdáleností. Přitom definujeme celkový koeficient útlumu jako součet koeficientu absorpce a koeficientu rozptylu. Oba tyto koeficienty jsou přímo úměrné koncentraci rozpuštěné resp. rozptýlené (dispergované) příměsi. V těchto případech mluvíme o jednoduchém rozptylu světla.
Při jednoduchém rozptylu světla, který pozorujeme pod úhly různými od 0°, jako např. pod úhlem 90°, je relativní intenzita rozptýleného světla tj. poměr R90= I90 / I0 rovněž přibližně přímo úměrný koncentraci příměsi pokud je tato menší než cca 1 %. Totéž lze říci i pro jiné úhly pozorování včetně úhlu 180°, který charakterizuje tzv. zpětný rozptyl.
K podstatně složitější situaci dochází při rozptylu světla ve středně a silně koncentrovaných disperzích. V těchto případech dochází k mnohonásobnému rozptylu světla. Takové systémy se při vizuálním pozorování jeví prakticky neprůhledné již ve velmi slabé vrstvě. Při fotometrickém měření pozorujeme s rostoucí koncentrací nejprve růst relativní intenzity rozptýleného světla až do hodnoty maxima, která odpovídá souměřitelnosti středního objemu částic a objemu mezi částicemi. Dále s rostoucí koncentrací částic intenzita klesá k asymptotické hodnotě a světlo se šíří ve velmi koncentrovaných disperzních systémech difuzí.
Je třeba poznamenat, že výše uvedený rozbor má díky složitosti rigorózního teoretického popisu pouze kvalitativní charakter a slouží jen pro rámcovou orientaci v problematice.