Lord Rayleigh (12. november 1842) blev opdaget rayleigh-spredning. Vi kender fænomenet lys, der er refleksion og brydning . Partiklerne i atmosfæren kaldet spredes, fordi når lyset kommer ind i atmosfæren, vil disse partikler blive spredt i lys. Dette brydningsfænomen kan kaldes som en spredning af lys. Der er to typer spredninger som elastisk og ikke-elastisk. Rayleigh, Mie og ikke-selektive spredninger er elastiske spredninger, og Brillou, Raman, In-elastisk røntgen, Compton er de in-elastiske spredninger. I denne artikel diskuteres en type elastisk spredning, nemlig Rayleigh, kort.
Hvad er Rayleigh Scattering?
Definition: Rayleigh er spredning af molekylerne af gassen i jordens atmosfære. Spredningsstyrken afhænger af lysbølgelængden og også af partikelstørrelsen. På grund af sammensætningsvariationerne er rayleigh eller lineær spredning forårsaget.
Spredning af lys
Vi har krydset nogle vidunderlige fænomener i vores daglige liv, såsom himmelens blå farve, vandets farve i dybhavet, rødmen af solen ved solopgang og solnedgangen osv. Når en lysstråle falder på et atom får det elektronen i atomet til at vibrere. De vibrerende elektroner udsender igen lyset i alle retninger, og denne proces kaldes spredning.
Jordatmosfæren indeholder luftmolekyler og andre små partikler, når lyset fra solen passerer gennem atmosfæren, det spredes af et stort antal partikler i atmosfæren. Ifølge Rayleigh Scattering Law (RSL) varierer intensiteten af spredning af lys omvendt som den fjerde del af bølgelængden af højden (1 / h4). Sammenlignet med de længere bølgelængder spredes de kortere bølgelængder mere. Det lineære spredningsdiagram er vist i nedenstående figur.
Rayleigh Scattering
Ifølge RSL spredes det blå farvelys mere end det røde lys, fordi himlen af denne grund vises i blåt. Ved solopgang og solnedgang rejser solens stråler en stor del af atmosfæren. Derfor er det meste af det blå lys spredt væk, og kun det røde lys når observatøren. Derfor ser solen rød ud ved sollys og solnedgang.
I tilfælde af lysspredning observeres næsten alt spredningslyset med den samme frekvens som den indfaldende stråling. Dette fænomen kaldes elastisk eller rayleigh eller lineær spredning, men den store indiske læge Dr.C.V. Raman observerede, at spredning af lys har diskrete frekvenser over og under den indfaldende frekvens i 1928. Anvendelserne af rayleigh eller lineær type er at håndtere (lysdetektering og rækkevidde), vejrradar osv.
Rayleigh-spredningstab
Spredningstabene findes i optiske fibre på grund af mikroskopisk variation i materialetætheden og sammensætningen. Da glas består af tilfældigt forbundne netværk ved molekylære og flere oxider som siliciumoxid, GeOtoosv. Disse er den største anvendelse af sammensætningsstrukturudsving, disse to effekter resulterer i variation i brydnings- og rayleigh-type spredning af lys.
Spredelyset på grund af små lokaliserede ændringer i brydningsindekset for kernen og beklædningsmaterialet. Dette er de to årsager under fremstillingen af fibre. Den første skyldes den lette udsving i blandingen af ingredienser, og den anden årsag er en lille ændring i densitet, når den størkner. Nedenstående figur viser grafisk forholdet mellem bølgelængde og spredningstab af rayleigh.
Spredte tab
Når en lysstråle rammer sådanne zoner, bliver den spredt i alle retninger, spredningstabet for enkeltkomponentglas gives af
ENscat= 8π3/ 3λ4(nto- 1)toTILBTfBT
Hvor n = brydningsindeks
TILB= Boltzmans konstant
BT= Isoterm komprimerbarhed
Tf= Friktiv temperatur
Baseret på den dimensionsløse størrelsesparameter er spredning af lys opdelt i tre domæner, og det defineres som
A = πDp / λ
Hvor Dp = en partikels omkreds
λ = Incident bølgelængdestråling
Rayleigh er proportional med og og P (r), A (r) og r. Det matematiske udtryk er givet ved
α = αR+ αI+ αOH+ αIR+ αUV+ αI
Hvor αR= RSL
-enI= Ufuldkommenhedstab
-enOH= Absorptionstab
-enIR= Infrarødt absorptionstab
-enUV= Ultraviolet absorptionstab
-enI= Andre urenheder optagelsestab
En αIR(infrarødt absorptionstab) udtrykkes matematisk som
-enIR= C eksp (-D / λ)
Hvor 'C' er koefficienten, og D er afhængig af materialer
Tabet er proportionalt med λ4og til P (r), A (r) og r. Det matematiske udtryk er givet ved
-enR= 1 / λ4∫0+ ∞A (r) P (r) rdr / ∫0+ ∞P (r) rdr
Hvor A (r) = Lineær spredningskoefficient
P (r) = Udbredelse af lysintensitet
‘R’ = Radial afstand
Dette er teorien om lineært spredningstab.
Forskellen mellem Rayleigh og Mie-spredning
Forskellen mellem disse to diskuteres nedenfor.
| S.NO | Rayleigh eller lineær spredning | Mie Scattering |
| 1 | IRayleigh eller lineærspredning, er partikelstørrelsen mindre end bølgelængden | I Mdvs.spredning, er partikelstørrelsen større end bølgelængden |
| to | Afhængigheden af bølgelængde er stærk i denne spredning | Afhængigheden af bølgelængden er svag i denne spredning |
| 3 | Det er en lineær spredning | Det er også en lineær spredning |
| 4 | Den slags partikler i dettespredning er luftmolekyler | Den slags partikler i Mdvs.spredning er røg, røg og tåge |
| 5 | Luftmolekylepartikeldiameteren er 0,0001 til 0,001 mikrometer, og luftmolekylernes fænomener er blå himmel og røde solnedgange | Aerosolens partikeldiameter i Mdvs.spredning er fra 0,01 til 1,0 mikrometer, og fænomenet aerosoler (forurenende stoffer) er brunlig smog |
Rayleigh-spredning i optisk fiber
Det optisk fiber er tynd, fleksibel og gennemsigtig af optisk rent silicaglas og plast. De optiske fibre er hurtigere, uigennemtrængelige for elektromagnetisk interferens, kan ikke antænde og signaltabet er mindre. Når en lysstråle, der bærer signaler, bevæger sig fra fiberoptikken, bliver lysets styrke lavere, dette tab af lyseffekt kaldes generelt dæmpning. En dæmpning skal være en topprioritet for mange ingeniører til at overveje at vælge og håndtere fiberoptik.
Alt i alt spreder alle objekter lys, det betyder det reflekterede lys, der belyser dem i alle retninger. Rayleigh eller lineær spredning er forårsaget af interferens med partikler, der er mindre end lysets bølgelængde. Lyset, der bevæger sig gennem fiberen, interagerer med partiklerne og spredes derefter i alle retninger, det forårsager energitab og dæmpning under datatransmissionen. Dette er teorien om Rayleigh eller lineær spredning i optiske fibre.
Ofte stillede spørgsmål
1). Hvad forårsager Rayleigh eller lineær spredning?
Årsagerne til rayleigh eller lineær spredning er, det skyldes inhomogeniteter i beklædningen og kernen. Tætheden og sammensætningsvariationerne og udsving i brydningsindeks er de problemer, der opstår på grund af inhomogeniteterne.
2). Hvem opdagede Rayleigh-spredning?
John William Strut blev opdaget.
3). Hvad er forskellen mellem Rayleigh og Mie-spredning?
I Rayleigh eller lineær spredning er størrelsen af spredningspartiklerne mindre end strålingsbølgelængden, og i Mie-spredningen er størrelsen af spredningspartiklerne og strålingsbølgelængden den samme.
4). Hvad er de tre typer spredning?
De tre typer spredning er rayleigh, ikke-selektiv spredning og Mie-spredning.
5). Hvad er Rayleigh-forholdet?
Rayleigh-forholdet er en af de parametre, der bruges til måling af lysspredning.
I denne artikel en oversigt over Rayleigh-spredning eller lineær spredning , spredning af lys, spredningstab og forskellen mellem Rayleigh og Mie-spredning diskuteres. Her er et spørgsmål til, hvad er årsagerne til Mie-spredning?
