Lord Rayleigh (12 november 1842) upptäcktes rayleigh-spridning. Vi känner till det fenomen av ljus som är reflektion och brytning . Partiklarna i atmosfären som kallas sprids för när ljuset kommer in i atmosfären kommer dessa partiklar att spridas i ljus. Detta fenomen med brytning kan kallas som en spridning av ljus. Det finns två typer av spridningar som elastisk och icke-elastisk. Rayleigh, Mie och icke-selektiva spridningar är elastiska spridningar och Brillou, Raman, In-elastisk röntgen, Compton är de elastiska spridningarna. I den här artikeln diskuteras en typ av elastisk spridning, nämligen Rayleigh kort.
Vad är Rayleigh Scattering?
Definition: Rayleigh är spridningen av molekylerna genom gasen i jordens atmosfär. Spridningsstyrkan beror på ljusvåglängden och även på partikelstorleken. På grund av kompositionsvariationerna orsakas rayleigh eller linjär spridning.
Spridning av ljus
Vi har korsat några underbara fenomen i vårt dagliga liv, såsom himmelens blå färg, vattnets färg i djuphavet, solens rodnad vid soluppgången och solnedgången etc. När en ljusstråle faller på en atom det får elektronen i atomen att vibrera. De vibrerande elektronerna återger i sin tur ljuset i alla riktningar och denna process kallas spridning.
Jordatmosfären innehåller luftmolekyler och andra små partiklar när ljuset från solen passerar genom atmosfären sprids det av ett stort antal partiklar i atmosfären. Enligt Rayleigh Scattering Law (RSL) varierar intensiteten hos spridning av ljus omvänt som den fjärde delen av våglängden på höjden (1 / h4). Jämfört med de längre våglängderna sprids de kortare våglängderna mer. Det linjära spridningsdiagrammet visas i figuren nedan.
Rayleigh Scattering
Enligt RSL sprids det blå färgljuset mer än det röda ljuset, för av denna anledning visas himlen i blått. Vid soluppgången och solnedgången strålar solen från en stor del av atmosfären. Därför sprids det mesta av det blå ljuset bort och endast det röda ljuset når observatören. Därför verkar solen vara röd vid solljus och solnedgång.
När det gäller ljusspridning observeras nästan allt spridande ljus vid samma frekvens som den infallande strålningen. Detta fenomen kallas elastisk eller rayleigh eller linjär spridning, men den stora indiska läkaren Dr.C.V. Raman observerade att spridning av ljus har diskreta frekvenser över och under infallfrekvensen 1928. Tillämpningarna av rayleigh eller linjär typ är att hantera (ljusdetektering och sträckning), väderradar etc.
Rayleigh-spridningsförluster
Spridningsförlusterna finns i optiska fibrer på grund av mikroskopisk variation i materialtätheten och kompositionen. Eftersom glas består av slumpmässigt anslutna nätverk vid molekylära och flera oxider som kiseloxid, GeOtvåetc. Dessa är den huvudsakliga användningen av kompositionstrukturfluktuationer, dessa två effekter resulterar i variation i brytnings- och rayleigh-typ av ljusspridning.
Spridningslamporna på grund av små lokala förändringar i brytningsindex för kärnan och beklädnadsmaterialet. Detta är de två orsakerna under tillverkningen av fibrer. Den första beror på den svaga fluktuationen i blandningen av ingredienser och den andra orsaken är en liten förändring i densitet när den stelnar. Figuren nedan visar grafiskt förhållandet mellan våglängd och spridningsförlust av rayleigh.
Spridda förluster
När en ljusstråle träffar sådana zoner sprids den i alla riktningar, spridningsförlusten för enkomponentglas ges av
Ascat= 8π3/ 3λ4(ntvå- 1)tvåTILLBTfBT
Där n = brytningsindex
TILLB= Boltzmans konstant
BT= Isotermisk kompressibilitet
Tf= Friktiv temperatur
Baserat på parametern utan dimension, är ljusspridningen uppdelad i tre domäner och definieras som
A = πDp / λ
Där Dp = Partikelns omkrets
λ = Våglängdsstrålning
Rayleigh är proportionell mot och P (r), A (r) och r. Det matematiska uttrycket ges av
a = aR+ aI THE+ aÅH+ aIR+ aUV+ aI THE
Där αR= RSL
aI THE= Bristande förlust
aÅH= Absorptionsförlust
aIR= Infraröd absorptionsförlust
aUV= Ultraviolett absorptionsförlust
aI THE= Förlust av andra föroreningar
En αIR(infraröd absorptionsförlust) uttrycks matematiskt som
aIR= C exp (-D / λ)
Där ”C” är koefficienten och D är beroende av material
Förlusten är proportionell mot λ4och till P (r), A (r) och r. Det matematiska uttrycket ges av
aR= 1 / λ4∫0+ ∞A (r) P (r) rdr / ∫0+ ∞P (r) rdr
Där A (r) = Linjär spridningskoefficient
P (r) = Ljusintensitetsutbredning
‘R’ = Radiellt avstånd
Detta är teorin om linjär spridningsförlust.
Skillnaden mellan Rayleigh och Mie-spridning
Skillnaden mellan dessa två diskuteras nedan.
| S.NO | Rayleigh eller linjär spridning | Mie Scattering |
| 1 | IRayleigh eller linjärspridning är partikelstorleken mindre än våglängden | I Mdvs.spridning är partikelstorleken större än våglängden |
| två | Beroendet av våglängden är starkt i denna spridning | Beroendet av våglängden är svagt i denna spridning |
| 3 | Det är en linjär spridning | Det är också en linjär spridning |
| 4 | Den typ av partiklar i dettaspridning är luftmolekyler | Den typ av partiklar i Mdvs.spridning är rök, rök och dis |
| 5 | Luftmolekylens partikeldiameter är 0,0001 till 0,001 mikrometer och fenomenen med luftmolekyler är blå himmel och röda solnedgångar | Aerosols partikeldiameter i Mdvs.spridningen är från 0,01 till 1,0 mikrometer och fenomenet aerosoler (föroreningar) är brunaktig smog |
Rayleigh-spridning i optisk fiber
De optisk fiber är tunn, flexibel och transparent av optiskt rent kiselglas och plast. De optiska fibrerna är snabbare, ogenomträngliga för elektromagnetisk störning, kan inte fånga eld och signalförlusten är mindre. När en ljusstråle som bär signaler färdas från fiberoptiken blir ljusstyrkan lägre, denna förlust av ljusstyrka kallas vanligtvis dämpning. En dämpning måste vara högsta prioritet för många ingenjörer att överväga att välja och hantera fiberoptik.
I stort sett alla objekt sprider ljus, det betyder det reflekterade ljuset som lyser upp dem i alla riktningar. Rayleigh eller linjär spridning orsakas av störningar med partiklar som är mindre än ljusets våglängd. Ljuset rör sig genom fibern samverkar med partiklarna och sprids sedan i alla riktningar, det orsakar energiförluster och dämpning under dataöverföringen. Detta är teorin om Rayleigh eller linjär spridning i optiska fibrer.
Vanliga frågor
1). Vad orsakar Rayleigh eller linjär spridning?
Orsakerna till rayleigh eller linjär spridning är, det härrör från inhomogeniteter i klädseln och kärnan. Densitet och kompositionsvariationer och fluktuationer i brytningsindex är de problem som uppstår på grund av inhomogeniteterna.
2). Vem upptäckte Rayleigh-spridning?
John William Strut upptäcktes.
3). Vad är skillnaden mellan Rayleigh och Mie-spridning?
I Rayleigh eller linjär spridning är storleken på spridningspartiklarna mindre än strålningsvåglängden och i Miespridningen är storleken på spridningspartiklarna och strålningens våglängd densamma.
4). Vilka är de tre typerna av spridning?
De tre typerna av spridning är rayleigh, icke-selektiv spridning och Mie-spridning.
5). Vad är Rayleigh-förhållandet?
Rayleigh-förhållandet är en av parametrarna som används för ljusspridningsmätningarna.
I den här artikeln, en översikt över Rayleigh-spridning eller linjär spridning , spridning av ljus, spridningsförluster och skillnaden mellan Rayleigh och Mie-spridning diskuteras. Här är en fråga för vad är orsakerna till Mie-spridning?
