Kas yra Rayleigho sklaida: šviesos sklaida ir jos praradimas

Lordas Rayleighas (1842 m. Lapkričio 12 d.) Buvo atrastas spindulių sklaidoje. Mes žinome šviesos reiškinį, kuris yra atspindys ir lūžis . Dalelės atmosferoje vadinamos sklaida, nes kai šviesa patenka į atmosferą, šios dalelės bus išsklaidytos į šviesas. Šis lūžio reiškinys gali būti vadinamas šviesos sklaida. Yra dviejų tipų sklaidos, tokios kaip elastingos ir neelastingos. „Rayleigh“, „Mie“ ir neselektyvūs sklaidos elementai yra elastingi, o „Brillou“, „Raman“, „Elastinis rentgenas“, „Compton“ yra neelastiniai sklaidos elementai. Šiame straipsnyje trumpai aptariamas vienas elastinės sklaidos tipas, būtent Rayleigh.

Kas yra Rayleigho sklaida?

Apibrėžimas: „Rayleigh“ yra molekulių išsklaidymas dujomis žemės atmosferoje. Sklaidos stipris priklauso nuo šviesos bangos ilgio ir dalelių dydžio. Dėl kompozicinių variantų atsiranda spindulinė arba linijinė sklaida.

Šviesos sklaida

Mes peržengėme keletą nuostabių reiškinių kasdieniame gyvenime, pavyzdžiui, mėlyną dangaus spalvą, vandens spalvą gilioje jūroje, saulės paraudimą saulėtekio metu ir saulėlydį ir kt. atomas, dėl kurio vibruoja atomo elektronas. Savo ruožtu vibruojantys elektronai iš naujo spinduliuoja šviesą visomis kryptimis ir šis procesas vadinamas sklaida.

Žemės atmosferoje yra oro molekulių ir kitų mažų dalelių, kai saulės šviesa praeina per atmosferą, ją išsklaido daugybė atmosferoje esančių dalelių. Remiantis Rayleigho sklaidos dėsniu (RSL), šviesos sklaidos intensyvumas skiriasi atvirkščiai kaip ketvirtoji aukščio bangos ilgio dalis (1 / h⁴). Lyginant su ilgesniais bangos ilgiais, trumpesni bangos ilgiai yra labiau išsibarstę. Linijinė sklaidos diagrama parodyta žemiau esančiame paveikslėlyje.

Rayleigho sklaida

RSL duomenimis, mėlynos spalvos šviesa yra išsklaidyta labiau nei raudona, nes dėl šios priežasties dangus pasirodo mėlynas. Saulėtekiui ir saulei leidžiantis saulės spinduliai kelia didelę atmosferos dalį. Todėl didžioji dalis mėlynos šviesos yra išsklaidyta ir stebėtoją pasiekia tik raudona šviesa. Taigi saulė saulės ir saulėlydžio metu pasirodo raudona.

Šviesos sklaidos atveju beveik visa sklaidanti šviesa stebima tuo pačiu dažniu kaip krintanti spinduliuotė. Šis reiškinys vadinamas elastiniu arba spinduliniu arba linijiniu sklaidymu, tačiau didysis Indijos gydytojas Dr. C. V. Ramanas pastebėjo, kad šviesos sklaida turi atskirus dažnius virš ir žemiau kritimo dažnio 1928 m. susitarti (šviesos aptikimas ir nuotolio nustatymas), orų radaras ir kt.

Rayleigho sklaidos nuostoliai

Sklaidos nuostoliai egzistuoja optinėse skaidulose dėl mikroskopinių medžiagos tankio ir sudėties pokyčių. Kadangi stiklas susideda iš atsitiktinai sujungtų molekulių tinklų ir kelių oksidų, tokių kaip silicio oksidas, GeO_duir kt. Tai yra pagrindinis kompozicijos struktūros svyravimų panaudojimas. Šie du efektai lemia šviesos sklaidos ir refrakcijos bei spindulio pokyčius.

Sklaidos žiburiai dėl nedidelių lokalizuotų šerdies ir apvalkalo lūžio rodiklio pokyčių. Tai yra dvi priežastys gaminant pluoštus. Pirmoji yra dėl nedidelių ingredientų maišymo svyravimų, o kita priežastis yra nežymūs tankio pokyčiai, kai kietėja. Žemiau pateiktame paveikslėlyje grafiškai parodytas ryšys tarp bangos ilgio ir spinduliuotės sklaidos nuostolių.

Sklaidos nuostoliai

Kai šviesos spindulys patenka į tokias zonas, jis išsisklaido į visas puses. Vienkomponentinio stiklo sklaidos nuostoliai yra

A_scat= 8π³/ 3λ⁴(n^du- 1)^duĮ_BT_fB_T

Kur n = lūžio rodiklis

Į_B= Boltzmano konstanta

B_T= Izoterminis suspaudimas

T_f= Trintinė temperatūra
Remiantis be matmenų dydžio parametru, šviesos sklaida yra padalinta į tris sritis ir ji apibrėžiama kaip

A = πDp / λ

Kur Dp = dalelės apskritimas

λ = krintanti bangos ilgio spinduliuotė

„Rayleigh“ yra proporcingas ir P (r), A (r) ir r. Matematinę išraišką pateikia

α = α_R+ α_{VIDUJE KONORS}+ α_OI+ α_IR+ α_{UV spinduliai}+ α_{VIDUJE KONORS}

Kur α_R= RSL

a_{VIDUJE KONORS}= Netobulumo praradimas

a_OI= Absorbcijos nuostolis

a_IR= Infraraudonųjų spindulių absorbcijos nuostolis

a_{UV spinduliai}= Ultravioletinių spindulių absorbcijos nuostolis

a_{VIDUJE KONORS}= Kitų priemaišų absorbcijos nuostolis

An α_IR(infraraudonųjų spindulių absorbcijos nuostolis) matematiškai išreiškiamas kaip

a_IR= C exp (-D / λ)

Kur „C“ yra koeficientas, o D priklauso nuo medžiagų

Nuostolis yra proporcingas λ⁴ir į P (r), A (r) ir r. Matematinę išraišką pateikia

a_R= 1 / λ⁴∫₀^{+ ∞}A (r) P (r) rdr / ∫₀^{+ ∞}P (r) rdr

Kur A (r) = tiesinio sklaidos koeficientas

P (r) = šviesos intensyvumo sklidimas

‘R’ = radialinis atstumas

Tai yra tiesinio sklaidos nuostolių teorija.

Skirtumas tarp Rayleigh ir Mie sklaidos

Skirtumas tarp šių dviejų aptariamas toliau.

Rayleigho sklaida optiniame pluošte

optinis pluoštas yra plonas, lankstus ir skaidrus iš optiškai gryno silicio dioksido stiklo ir plastiko. Optinės skaidulos yra greitesnės, nelaidžios elektromagnetiniams trukdžiams, negali užsidegti, o signalo nuostoliai yra mažesni. Kai šviesos pluoštas, perduodantis signalus, sklinda iš šviesolaidžio, tada šviesos stipris tampa mažesnis, šis šviesos galios praradimas paprastai vadinamas slopinimu. Daugeliui inžinierių svarbiausias prioritetas turi būti susilpninimas, norint apsvarstyti optinio pluošto pasirinkimą ir tvarkymą.

Visi objektai sklaido šviesas, tai reiškia atspindėtą šviesą, kuri juos apšviečia visomis kryptimis. Spindulinį ar linijinį sklaidą lemia dalelių, mažesnių už šviesos bangos ilgį, įsikišimas. Šviesa, sklindanti pluoštu, sąveikauja su dalelėmis, paskui pasklidusi į visas puses, sukelia energijos nuostolius ir silpnėjimą perduodant duomenis. Tai yra Rayleigh'o arba tiesinio sklaidos optinėse skaidulose teorija.

DUK

1). Kas sukelia „Rayleigh“ ar tiesinį sklaidą?

Rayley ar linijinės sklaidos priežastys yra dėl nevienalyčių apvalkalo ir šerdies. Tankis ir kompozicijos variacijos bei lūžio rodiklio svyravimai yra problemos, kylančios dėl nevienalytiškumo.

2). Kas atrado Rayleigho sklaidą?

Buvo atrastas Johnas Williamas Strutas.

3). Kuo skiriasi Rayleigh ir Mie sklaida?

Rayleigh'o arba tiesinio sklaidos atveju sklaidos dalelių dydis yra mažesnis už spinduliuotės bangos ilgį, o Mie-sklaidos sklaidos dalelių dydis ir radiacijos bangos ilgis yra vienodi.

4). Kokie yra trys sklaidos tipai?

Trys sklaidos tipai yra spindulinė, neselektyvioji ir Mie sklaida.

5). Koks yra Rayleigh santykis?

Spindulio santykis yra vienas iš parametrų, kuris naudojamas matuojant šviesos sklaidą.

Šiame straipsnyje pateikiama apžvalga Rayleigh sklaida arba linijinė sklaida , aptariami šviesos sklaida, sklaidos nuostoliai ir skirtumas tarp Rayleigh ir Mie sklaidos. Čia yra klausimas, kokios yra Mie išsisklaidymo priežastys?