Lord Rayleigh (12 November 1842) ditemui berserakan rayleigh. Kita tahu fenomena cahaya itu pantulan dan pembiasan . Zarah-zarah di atmosfera disebut berselerak kerana apabila cahaya masuk ke atmosfera maka zarah-zarah ini akan tersebar menjadi cahaya. Fenomena pembiasan ini dapat disebut sebagai penyebaran cahaya. Terdapat dua jenis hamburan seperti elastik dan tidak anjal. Penyebaran rayleigh, Mie, dan non-selektif adalah hamburan elastik dan Brillou, Raman, X-ray In-anjal, Compton adalah hamburan dalam elastik. Dalam artikel ini, satu jenis penyebaran elastik iaitu Rayleigh dibincangkan secara ringkas.
Apa itu Penyebaran Rayleigh?
Definisi: Rayleigh adalah penyebaran molekul oleh gas di atmosfer bumi. Kekuatan hamburan bergantung pada panjang gelombang cahaya dan juga pada ukuran zarah. Oleh kerana variasi komposisi, penyebaran sinarleigh atau linear disebabkan.
Penyerakan Cahaya
Kami telah melewati beberapa fenomena indah dalam kehidupan seharian kita, seperti warna biru langit, warna air di laut dalam, kemerahan cahaya matahari ketika matahari terbit dan matahari terbenam, dan lain-lain. atom yang menyebabkan elektron dalam atom bergetar. Elektron yang bergetar, pada gilirannya, ia memancarkan semula cahaya ke semua arah dan proses ini disebut hamburan.
Atmosfer bumi mengandungi molekul udara dan zarah-zarah kecil lain ketika cahaya dari matahari melewati atmosfera, ia tersebar oleh sebilangan besar zarah di atmosfera. Menurut Hukum Penyebaran Rayleigh (RSL), intensitas cahaya hamburan bervariasi sebagai bahagian keempat dari panjang gelombang tinggi (1 / j4). Berbanding dengan panjang gelombang yang lebih panjang, panjang gelombang yang lebih pendek tersebar lebih banyak. Gambarajah penyerakan linear ditunjukkan pada rajah di bawah.
Penyebaran Rayleigh
Menurut RSL, cahaya warna biru lebih banyak tersebar daripada cahaya merah kerana, untuk alasan ini, langit muncul dengan warna biru. Pada waktu matahari terbit dan terbenam sinar matahari dari sinar matahari mengembara sebahagian besar atmosfera. Oleh itu, sebahagian besar cahaya biru tersebar dan hanya cahaya merah yang mencapai pemerhati. Oleh itu matahari kelihatan merah pada cahaya matahari dan matahari terbenam.
Dalam kes penyerakan cahaya, hampir semua cahaya penyerakan diperhatikan pada frekuensi yang sama dengan sinaran kejadian. Fenomena ini disebut penyebaran elastik atau sinarleigh atau linear, namun, doktor India yang hebat Dr.C.V.Raman memerhatikan bahawa penyerakan cahaya mempunyai frekuensi diskrit di atas dan di bawah frekuensi kejadian pada tahun 1928. Aplikasi jenis rayleigh atau linear adalah untuk berjanji (pengesanan dan jarak cahaya), radar cuaca, dll.
Kerugian Penyebaran Rayleigh
Kerugian penyerakan wujud pada gentian optik kerana variasi mikroskopik dalam kepadatan bahan dan komposisi. Sebagai kaca terdiri daripada rangkaian yang disambungkan secara rawak pada molekul dan beberapa oksida seperti silikon oksida, GeOduaIni adalah penggunaan utama turun naik struktur komposisi, kedua-dua kesan ini mengakibatkan variasi penyebaran cahaya biasan dan jenis sinar.
Lampu hamburan disebabkan oleh perubahan lokal kecil dalam indeks biasan inti dan bahan pelekap. Ini adalah dua sebab semasa pembuatan gentian. Yang pertama disebabkan oleh sedikit turun naik dalam pencampuran bahan dan penyebab lain adalah sedikit perubahan ketumpatan semasa pepejal. Rajah di bawah menunjukkan hubungan antara panjang gelombang dan kehilangan sinarleigh secara grafik.
Kerugian Berselerak
Apabila sinar cahaya menyerang zon seperti itu, ia tersebar ke semua arah, kehilangan hamburan untuk kaca komponen tunggal diberikan oleh
Ascat= 8π3/ 3λ4(ndua- 1)duaKEBTfBT
Di mana n = Indeks biasan
KEB= Pemalar Boltzman
BT= Mampatan isotermal
Tf= Suhu geseran
Berdasarkan parameter ukuran tanpa dimensi, penyerakan cahaya dibahagikan kepada tiga domain dan didefinisikan sebagai
A = πDp / λ
Di mana Dp = Lingkaran zarah
λ = Sinaran panjang gelombang kejadian
Rayleigh berkadar dengan dan P (r), A (r), dan r. Ungkapan matematik diberikan oleh
α = αR+ αDI DALAM+ αOH+ αIR+ αUV+ αDI DALAM
Di mana αR= RSL
aDI DALAM= Kehilangan ketidaksempurnaan
aOH= Kehilangan penyerapan
aIR= Kehilangan penyerapan inframerah
aUV= Kehilangan penyerapan ultraviolet
aDI DALAM= Kehilangan penyerapan kekotoran lain
Sebuah αIR(kehilangan penyerapan inframerah) dinyatakan secara matematik sebagai
aIR= C exp (-D / λ)
Di mana ‘C’ adalah pekali dan D bergantung pada bahan
Kerugian berkadar dengan λ4dan ke P (r), A (r), dan r. Ungkapan matematik diberikan oleh
aR= 1 / λ4∫0+ ∞A (r) P (r) rdr / ∫0+ ∞P (r) rdr
Di mana A (r) = Pekali penyebaran linear
P (r) = Penyebaran intensiti cahaya
'R' = Jarak jejari
Ini adalah teori kehilangan penyebaran linear.
Perbezaan Antara Penyebaran Rayleigh dan Mie
Perbezaan antara kedua-duanya dibincangkan di bawah.
| S.NO | Penyebaran Rayleigh atau Linear | Mie Berselerak |
| 1 | DalamRayleigh atau linearberselerak, ukuran zarah kurang daripada panjang gelombang | Dalam miaituberselerak, ukuran zarah lebih besar daripada panjang gelombang |
| dua | Pergantungan pada panjang gelombang kuat dalam penyerakan ini | Pergantungan pada panjang gelombang lemah dalam penyerakan ini |
| 3 | Ia adalah penyerakan linear | Ia juga berselerak linear |
| 4 | Jenis zarah dalam inipenyerakan adalah molekul udara | Jenis zarah dalam Miaitupenyerakan adalah asap, asap, dan jerebu |
| 5 | Diameter partikel molekul udara adalah 0,0001 hingga 0,001 mikrometer dan fenomena molekul udara adalah langit biru dan matahari terbenam merah | Diameter zarah aerosol dalam Miaitupenyerakan adalah dari 0,01 hingga 1,0 mikrometer dan fenomena aerosol (pencemar) adalah kabut |
Penyebaran Rayleigh dalam Serat Optik
The gentian optik nipis, fleksibel, dan telus dari kaca dan plastik silika tulen optik. Serat optik lebih cepat, tidak tahan terhadap gangguan elektromagnetik, tidak dapat terbakar dan kehilangan isyarat kurang. Apabila pancaran cahaya yang membawa isyarat bergerak dari serat optik, maka kekuatan cahaya menjadi lebih rendah, kehilangan daya cahaya ini biasanya disebut pelemahan. Pelemahan mesti menjadi keutamaan bagi banyak jurutera untuk mempertimbangkan memilih dan mengendalikan serat optik.
Semua objek yang paling banyak menyebarkan lampu, itu bermaksud cahaya yang dipantulkan yang menerangi mereka ke semua arah. Penyebaran sinar atau linier disebabkan oleh gangguan dengan zarah yang lebih kecil daripada panjang gelombang cahaya. Cahaya bergerak melalui serat berinteraksi dengan zarah-zarah dan kemudian tersebar ke semua arah, ia menyebabkan kehilangan tenaga dan pelemahan semasa penghantaran data. Ini adalah teori Rayleigh atau penyebaran linear dalam gentian optik.
Soalan Lazim
1). Apa yang menyebabkan Rayleigh atau hamburan linear?
Punca penyebaran sinar atau linier adalah, ia disebabkan oleh ketidak homogenan pada pelapisan dan inti. Kepadatan & variasi komposisi dan turun naik dalam indeks biasan adalah masalah yang berlaku kerana ketidaksamaan.
2). Siapa yang menemui Rayleigh berselerak?
John William Strut ditemui.
3). Apakah perbezaan antara hamburan Rayleigh dan Mie?
Dalam hamburan Rayleigh atau linier, ukuran zarah hamburan lebih kecil daripada panjang gelombang sinaran dan pada penyebaran Mie ukuran zarah hamburan dan panjang gelombang sinaran adalah sama.
4). Apakah tiga jenis penyerakan itu?
Tiga jenis hamburan adalah hamburan sinar, hamburan tidak selektif, dan hamburan Mie.
5). Apakah nisbah Rayleigh?
Nisbah rayleigh adalah salah satu parameter yang digunakan untuk pengukuran penyerakan cahaya.
Dalam artikel ini, gambaran keseluruhan mengenai Penyebaran Rayleigh atau penyerakan linear , penyerakan cahaya, penyerakan kerugian, dan perbezaan antara penyebaran Rayleigh dan Mie dibincangkan. Berikut adalah soalan untuk apa penyebab penyerakan Mie?
