Lord Rayleigh (12. listopadu 1842) byl objeven Rayleighův rozptyl. Známe fenomén světla, který je odraz a lom světla . Částice v atmosféře se nazývají rozptyl, protože když světlo vstoupí do atmosféry, budou tyto částice rozptýleny do světel. Tento jev lomu lze nazvat rozptylem světla. Existují dva typy rozptýlení, jako je elastický a neelastický. Rayleighův, Mie a neselektivní rozptyl jsou elastické rozptyly a Brillou, Ramanův, elastický rentgenový paprsek, Compton je rozpěrný elastický rozptyl. V tomto článku je krátce diskutován jeden typ elastického rozptylu, jmenovitě Rayleigh.
Co je Rayleighův rozptyl?
Definice: Rayleigh je rozptyl molekul plynem v atmosféře Země. Síla rozptylu závisí na vlnové délce světla a také na velikosti částic. Kvůli variacím složení je způsoben paprskový nebo lineární rozptyl.
Rozptyl světla
V našem každodenním životě jsme překročili několik úžasných jevů, jako je modrá barva oblohy, barva vody v hlubokém moři, zarudnutí slunce při východu a západu slunce atd. Když dopadá paprsek světla atom způsobí vibraci elektronu v atomu. Vibrující elektrony zase vydávají světlo ve všech směrech a tento proces se nazývá rozptyl.
Atmosféra Země obsahuje molekuly vzduchu a další drobné částice, když světlo prochází atmosférou, rozptyluje se velkým množstvím částic v atmosféře. Podle Rayleighova rozptylového zákona (RSL) se intenzita rozptylového světla mění nepřímo jako čtvrtá část vlnové délky výšky (1 / h4). Ve srovnání s delšími vlnovými délkami jsou kratší vlnové délky rozptýleny více. Schéma lineárního rozptylu je znázorněno na následujícím obrázku.
Rayleighův rozptyl
Podle RSL je modré barevné světlo rozptýleno více než červené světlo, protože z tohoto důvodu se obloha objevuje modře. Při východu a západu slunce cestují paprsky ze slunce velkou část atmosféry. Proto je většina modrého světla rozptýlena a k pozorovateli se dostává pouze červené světlo. Proto se slunce na slunci a západu slunce jeví červené.
V případě rozptylu světla je téměř celé rozptylové světlo pozorováno na stejné frekvenci jako dopadající záření. Tento jev se nazývá elastický nebo paprskový nebo lineární rozptyl, avšak velký indický lékař Dr.C.V.Raman poznamenal, že rozptyl světla má diskrétní frekvence nad a pod frekvencí dopadajícího v roce 1928. Aplikace paprskového nebo lineárního typu jsou jednat (detekce a rozsah světla), meteorologický radar atd.
Rayleighovy rozptylové ztráty
Ztráty rozptylem existují v optických vláknech kvůli mikroskopickým změnám v hustotě materiálu a složení. Protože sklo se skládá z náhodně propojených sítí na molekulárních a několika oxidech, jako je oxid křemičitý, GeOdvaatd. Jedná se o hlavní využití fluktuace struktury složení, tyto dva efekty vedou ke změnám v refrakčním a paprskovém typu rozptylu světla.
Rozptyl světla způsobený malými lokalizovanými změnami indexu lomu jádra a obkladového materiálu. To jsou dvě příčiny při výrobě vláken. První je způsoben mírným kolísáním míchání přísad a druhou příčinou je mírná změna hustoty při tuhnutí. Níže uvedený obrázek ukazuje graficky vztah mezi vlnovou délkou a ztrátou rozptylu paprskového světla.
Rozptylové ztráty
Když světelný paprsek zasáhne takové zóny, rozptýlí se ve všech směrech, ztráta rozptylu pro jednosložkové sklo je dána
Ascat= 8π3/ 3λ4(čdva- 1)dvaKBTFBT
Kde n = index lomu
KB= Boltzmanova konstanta
BT= Izotermická stlačitelnost
TF= Frikční teplota
Na základě parametru bezrozměrné velikosti je rozptyl světla rozdělen do tří domén a je definován jako
A = πDp / λ
Kde Dp = obvod částice
λ = Dopadající vlnové délky záření
Rayleigh je úměrný a a P (r), A (r) ar. Matematický výraz je dán vztahem
α = αR+ αV+ αACH+ αIR+ αUV+ αV
Kde αR= RSL
AV= Ztráta nedokonalosti
AACH= Absorpční ztráta
AIR= Ztráta infračervené absorpce
AUV= Ztráta absorpce ultrafialového záření
AV= Jiné ztráty absorpce nečistot
ΑIR(ztráta infračervené absorpce) je matematicky vyjádřena jako
AIR= C exp (-D / λ)
Kde „C“ je koeficient a D závisí na materiálech
Ztráta je úměrná λ4a do P (r), A (r) a r. Matematický výraz je dán vztahem
AR= 1 / λ4∫0+ ∞A (r) P (r) rdr / ∫0+ ∞P (r) rdr
Kde A (r) = lineární koeficient rozptylu
P (r) = šíření intenzity světla
„R“ = radiální vzdálenost
Toto je teorie ztráty lineárního rozptylu.
Rozdíl mezi Rayleighovým a Mieovým rozptylem
Rozdíl mezi těmito dvěma je popsán níže.
| S.NO | Rayleighův nebo lineární rozptyl | Mie rozptyl |
| 1 | vRayleigh nebo lineárnírozptyl, velikost částic je menší než vlnová délka | V M.tjrozptyl, velikost částic je větší než vlnová délka |
| dva | Závislost na vlnové délce je při tomto rozptylu silná | Závislost na vlnové délce je při tomto rozptylu slabá |
| 3 | Jedná se o lineární rozptyl | Je to také lineární rozptyl |
| 4 | Druh částic v tomrozptyl jsou molekuly vzduchu | Druh částic v Mtjrozptyl je kouř, dým a opar |
| 5 | Průměr částic molekuly vzduchu je 0,0001 až 0,001 mikrometru a jevy molekul vzduchu jsou modrá obloha a červené západy slunce | Průměr částic aerosolů v Mtjrozptyl je od 0,01 do 1,0 mikrometru a jevy aerosolů (znečišťujících látek) jsou nahnědlý smog |
Rayleighův rozptyl v optickém vlákně
The optické vlákno je tenký, pružný a průhledný z opticky čistého křemičitého skla a plastu. Optická vlákna jsou rychlejší, nepropustná pro elektromagnetické rušení, nemohou se vznítit a ztráta signálu je menší. Když paprsek světla, který nese signály, putuje z vláknové optiky, pak se síla světla sníží, tato ztráta světelné energie se obecně nazývá útlum. Útlum musí být hlavní prioritou mnoha inženýrů, aby zvážili výběr a manipulaci s optickými vlákny.
Všechny objekty rozptylují světla, což znamená, že odražené světlo je osvětluje všemi směry. Rayleighův nebo lineární rozptyl je způsoben interferencí s částicemi menšími než je vlnová délka světla. Světlo procházející vláknem interaguje s částicemi a poté se rozptýlí do všech směrů, což způsobuje ztráty energie a útlum během přenosu dat. Toto je teorie Rayleighova nebo lineárního rozptylu v optických vláknech.
Časté dotazy
1). Co způsobuje Rayleighův nebo lineární rozptyl?
Příčiny paprskového nebo lineárního rozptylu jsou důsledkem nehomogenit v plášti a jádru. Hustota a složení změny a fluktuace indexu lomu jsou problémy, které se vyskytují kvůli nehomogenitám.
2). Kdo objevil Rayleighův rozptyl?
John William Strut byl objeven.
3). Jaký je rozdíl mezi Rayleighovým a rozptylem Mie?
V Rayleighově nebo lineárním rozptylu je velikost rozptylových částic menší než vlnová délka záření a v Mie-rozptylu je velikost rozptylových částic a vlnová délka záření stejná.
4). Jaké jsou tři typy rozptylu?
Tři typy rozptylu jsou paprskový, neselektivní rozptyl a rozptyl Mie.
5). Jaký je Rayleighův poměr?
Rayleighův poměr je jedním z parametrů, který se používá pro měření rozptylu světla.
V tomto článku je přehled Rayleighův rozptyl nebo lineární rozptyl jsou diskutovány rozptyl světla, rozptylové ztráty a rozdíl mezi Rayleighovým a Mieho rozptylem. Zde je otázka, jaké jsou příčiny rozptylu Mie?
