Lord Rayleigh (12. novembra 1842) bol objavený Rayleighovým rozptylom. Poznáme jav svetla, ktorý je odraz a lom . Častice v atmosfére sa nazývajú rozptýlené, pretože keď sa do atmosféry dostane svetlo, budú tieto častice rozptýlené do svetiel. Tento jav lomu možno nazvať ako rozptyl svetla. Existujú dva typy rozptylu, ako elastický a neelastický. Rayleigh, Mie a neselektívne rozptyly sú elastické rozptyly a Brillou, Raman, elastické röntgenové lúče, Compton sú elastické rozptyly. V tomto článku je stručne diskutovaný jeden typ elastického rozptylu, konkrétne Rayleigh.
Čo je Rayleighov rozptyl?
Definícia: Rayleigh je rozptyl molekúl plynom v atmosfére Zeme. Sila rozptylu závisí od vlnovej dĺžky svetla a tiež od veľkosti častíc. Kvôli zmenám v zložení je spôsobený lúč lúča alebo lineárny rozptyl.
Rozptyl svetla
Vo svojom každodennom živote sme prekročili niekoľko úžasných javov, ako napríklad modrú farbu oblohy, farbu vody v hlbokom mori, začervenanie slnka pri východe a západe slnka atď. Keď dopadá lúč svetla atóm spôsobí vibráciu elektrónu v atóme. Vibrujúce elektróny zase emitujú svetlo do všetkých smerov a tento proces sa nazýva rozptyl.
Atmosféra Zeme obsahuje molekuly vzduchu a ďalšie drobné častice, keď cez ňu prechádza slnečné svetlo, ktoré je rozptýlené veľkým počtom častíc v atmosfére. Podľa zákona o Rayleighovom rozptyle (RSL) sa intenzita rozptylového svetla líši inverzne ako štvrtá časť vlnovej dĺžky výšky (1 / h4). V porovnaní s dlhšími vlnovými dĺžkami sú kratšie vlnové dĺžky viac rozptýlené. Schéma lineárneho rozptylu je uvedená na nasledujúcom obrázku.
Rayleighov rozptyl
Podľa RSL je modré svetlo rozptýlené viac ako červené svetlo, pretože z tohto dôvodu je obloha modrá. Pri východe a západe slnka putujú lúče zo slnka veľkú časť atmosféry. Preto je väčšina modrého svetla rozptýlená a k pozorovateľovi sa dostane iba červené svetlo. Slnko sa preto pri slnečnom svetle a západe slnka javí červené.
V prípade rozptylu svetla je takmer všetko rozptylové svetlo pozorované na rovnakej frekvencii ako dopadajúce žiarenie. Tento jav sa nazýva elastický alebo rayleighský alebo lineárny rozptyl, avšak veľký indický lekár Dr.C.V. obchodovať (detekcia a meranie svetla), meteorologický radar atď.
Straty z Rayleighovho rozptylu
Straty rozptylom existujú v optických vláknach kvôli mikroskopickým zmenám v hustote materiálu a zložení. Pretože sklo sa skladá z náhodne spojených sietí na molekulárnej úrovni a niekoľkých oxidov, ako je oxid kremičitý, GeOdvaatď. Jedná sa o hlavné použitie fluktuácie štruktúry zloženia, tieto dva účinky majú za následok zmeny v refrakčnom a lúčovom type rozptylu svetla.
Rozptylové svetlá v dôsledku malých lokalizovaných zmien indexu lomu jadra a obkladového materiálu. Toto sú dve príčiny pri výrobe vlákien. Prvý je spôsobený miernym kolísaním v miešaní zložiek a ďalšou príčinou je mierna zmena hustoty pri tuhnutí. Na nasledujúcom obrázku je graficky znázornený vzťah medzi vlnovou dĺžkou a stratou rozptylu lúča svetla.
Straty z rozptylu
Keď svetelný lúč zasiahne také zóny, rozptýli sa do všetkých smerov, strata rozptylu pre jednozložkové sklo je daná
Ascat= 8π3/ 3λ4(ndva- 1)dvaKBTfBT
Kde n = index lomu
KB= Boltzmanova konštanta
BT= Izotermická stlačiteľnosť
Tf= Striktná teplota
Na základe parametra bezrozmernej veľkosti je rozptyl svetla rozdelený do troch domén a je definovaný ako
A = πDp / λ
Kde Dp = obvod častice
λ = Dopadajúce žiarenie vlnovej dĺžky
Rayleigh je úmerný a a P (r), A (r) ar. Matematický výraz je daný
α = αR+ αV+ αOH+ αIR+ αUV+ αV
Kde αR= RSL
aV= Strata nedokonalosti
aOH= Absorpčná strata
aIR= Infračervená absorpčná strata
aUV= Strata absorpcie ultrafialového žiarenia
aV= Ostatné straty absorpcie nečistôt
AIR(infračervená absorpčná strata) je matematicky vyjadrená ako
aIR= C exp (-D / λ)
Kde „C“ je koeficient a D závisí od materiálov
Strata je úmerná λ4a do P (r), A (r) a r. Matematický výraz je daný
aR= 1 / λ4∫0+ ∞A (r) P (r) rdr / ∫0+ ∞P (r) rdr
Kde A (r) = lineárny koeficient rozptylu
P (r) = šírenie intenzity svetla
„R“ = radiálna vzdialenosť
Toto je teória straty lineárnym rozptylom.
Rozdiel medzi lúčmi Rayleigh a Mie
Rozdiel medzi týmito dvoma je uvedený nižšie.
| S.NO | Rayleighov alebo lineárny rozptyl | Mie Rozptyl |
| 1 | VRayleigh alebo lineárnerozptyl, veľkosť častíc je menšia ako vlnová dĺžka | V Mtjrozptyl, veľkosť častíc je väčšia ako vlnová dĺžka |
| dva | Závislosť na vlnovej dĺžke je pri tomto rozptyle silná | Závislosť od vlnovej dĺžky je pri tomto rozptyle slabá |
| 3 | Je to lineárny rozptyl | Je to tiež lineárny rozptyl |
| 4 | Druh častíc v tomtorozptyl sú molekuly vzduchu | Druh častíc v Mtjrozptyl je dym, dym a opar |
| 5 | Priemer častíc molekuly vzduchu je 0,0001 až 0,001 mikrometra a javmi molekúl vzduchu sú modrá obloha a červené západy slnka | Priemer častíc aerosólov v Mtjrozptyl je od 0,01 do 1,0 mikrometra a javmi aerosólov (znečisťujúcich látok) sú hnedastý smog |
Rayleighov rozptyl v optickom vlákne
The optické vlákno je tenký, pružný a priehľadný z opticky čistého kremičitého skla a plastu. Optické vlákna sú rýchlejšie, nepriepustné pre elektromagnetické rušenie, nemôžu sa vznietiť a strata signálu je menšia. Keď lúč svetla, ktorý prenáša signály, putuje z vláknovej optiky, potom sa sila svetla zníži, táto strata svetelného výkonu sa všeobecne nazýva útlm. Útlm musí byť pre mnohých inžinierov najvyššou prioritou pri zvažovaní výberu a manipulácie s optickými vláknami.
Všetky objekty rozptyľujú svetlo najviac, to znamená odrážané svetlo, ktoré ich osvetľuje všetkými smermi. Rayleighov alebo lineárny rozptyl je spôsobený interferenciou s časticami menšími ako je vlnová dĺžka svetla. Svetlo, ktoré prechádza vláknom, interaguje s časticami a potom sa rozptýli do všetkých smerov. Počas prenosu údajov spôsobuje energetické straty a útlm. Toto je teória Rayleighovho alebo lineárneho rozptylu v optických vláknach.
Časté otázky
1). Čo spôsobuje Rayleighov alebo lineárny rozptyl?
Príčiny lúča alebo lineárneho rozptylu sú spôsobené nehomogenitami plášťa a jadra. Hustota a zloženie a kolísanie indexu lomu sú problémy, ktoré sa vyskytujú kvôli nehomogenitám.
2). Kto objavil Rayleighov rozptyl?
Bol objavený John William Strut.
3). Aký je rozdiel medzi lúčmi Rayleigh a Mie?
Pri Rayleighovom alebo lineárnom rozptyle je veľkosť rozptylových častíc menšia ako vlnová dĺžka žiarenia a pri Mieho rozptyle je veľkosť rozptylových častíc a vlnová dĺžka žiarenia rovnaká.
4). Aké sú tri typy rozptylu?
Tri typy rozptylu sú lúčový, neselektívny rozptyl a rozptyl Mie.
5). Aký je Rayleighov pomer?
Pomer svetelných lúčov je jedným z parametrov, ktorý sa používa na meranie rozptylu svetla.
V tomto článku je prehľad Rayleighov rozptyl alebo lineárny rozptyl , rozptyl svetla, rozptylové straty a rozdiel medzi Rayleighovým a Mieho rozptylom. Tu je otázka, aké sú príčiny rozptylu Mie?
