Лорд Рэлей (12 ноября 1842 г.) открыл рэлеевское рассеяние. Мы знаем явление света, которое отражение и преломление . Частицы в атмосфере называются рассеянием, потому что, когда свет попадает в атмосферу, эти частицы будут рассеиваться в свет. Это явление преломления можно назвать рассеянием света. Есть два типа рассеяния: упругое и неупругое. Рэлеевское рассеяние, рассеяние Ми и неселективное рассеяние представляют собой упругое рассеяние, а Бриллю, комбинационное рассеяние, неупругое рентгеновское излучение и комптоновское рассеяние - неупругое рассеяние. В этой статье кратко обсуждается один из видов упругого рассеяния, а именно рэлеевский.
Что такое рэлеевское рассеяние?
Определение: Релей - это рассеяние молекул газом в атмосфере Земли. Сила рассеяния зависит от длины волны света, а также от размера частиц. Из-за вариаций состава возникает рэлеевское или линейное рассеяние.
Рассеяние света
В нашей повседневной жизни мы сталкивались с некоторыми чудесными явлениями, такими как синий цвет неба, цвет воды в глубоком море, покраснение солнца на восходе и закате и т. Д. Когда луч света падает на атом заставляет электрон в атоме колебаться. Вибрирующие электроны, в свою очередь, повторно излучают свет во всех направлениях, и этот процесс называется рассеянием.
Атмосфера Земли содержит молекулы воздуха и другие крошечные частицы, когда свет от Солнца проходит через атмосферу, он рассеивается большим количеством частиц в атмосфере. Согласно закону рассеяния Рэлея (RSL), интенсивность рассеянного света изменяется обратно пропорционально четвертой части длины волны высоты (1 / h4). По сравнению с более длинными волнами более короткие волны рассеиваются сильнее. Диаграмма линейного рассеяния показана на рисунке ниже.
Рэлеевское рассеяние
Согласно RSL, синий цвет рассеивается больше, чем красный свет, потому что по этой причине небо выглядит синим. На восходе и заходе солнца солнечные лучи проходят большую часть атмосферы. Таким образом, большая часть синего света рассеивается, и только красный свет достигает наблюдателя. Следовательно, солнце кажется красным при солнечном свете и на закате.
В случае рассеяния света почти весь рассеиваемый свет наблюдается на той же частоте, что и падающее излучение. Это явление называется упругим, или рэлеевским, или линейным рассеянием, однако великий индийский врач доктор К.В. Раман заметил, что в 1928 году рассеяние света имеет дискретные частоты выше и ниже падающей частоты. иметь дело (обнаружение света и дальность), метеорологический радар и т. д.
Потери рэлеевского рассеяния
Потери на рассеяние существуют в оптических волокнах из-за микроскопических изменений плотности и состава материала. Поскольку стекло состоит из случайно связанных сетей из молекул и нескольких оксидов, таких как оксид кремния, GeOдваи т. д. Это основное использование флуктуации структуры состава, эти два эффекта приводят к изменению преломляющего и рэлеевского типа рассеяния света.
Рассеяние света из-за небольших локальных изменений показателя преломления материала сердцевины и оболочки. Это две причины при производстве волокон. Первая связана с небольшими колебаниями в смешивании ингредиентов, а вторая - с небольшим изменением плотности по мере затвердевания. На рисунке ниже графически показана взаимосвязь между длиной волны и потерями на рассеяние рэлея.
Потери при рассеянии
Когда луч света попадает в такие зоны, он рассеивается во всех направлениях, потери на рассеяние для однокомпонентного стекла определяются выражением
Аскат= 8π3/ 3λ4(пдва- 1)дваКBТжBТ
Где n = показатель преломления
КB= Постоянная Больцмана
BТ= Изотермическая сжимаемость
Тж= Фрикционная температура
На основе параметра безразмерного размера рассеяние света делится на три области и определяется как
A = πDp / λ
Где Dp = окружность частицы
λ = падающее излучение с длиной волны
Рэлей пропорционален значениям P (r), A (r) и r. Математическое выражение дается
α = αр+ αВ+ αОЙ+ αИК+ αУФ+ αВ
Где αр= RSL
аВ= Потеря несовершенства
аОЙ= Потеря абсорбции
аИК= Потеря инфракрасного поглощения
аУФ= Потеря поглощения ультрафиолета
аВ= Потеря поглощения других примесей
ΑИК(потеря поглощения инфракрасного излучения) математически выражается как
аИК= C ехр (-D / λ)
Где «C» - коэффициент, а D зависит от материалов.
Потери пропорциональны λ4и к P (r), A (r) и r. Математическое выражение дается
ар= 1 / λ4∫0+ ∞A (r) P (r) rdr / ∫0+ ∞P (r) rdr
Где A (r) = коэффициент линейного рассеяния
P (r) = распространение интенсивности света
‘R’ = Радиальное расстояние
Это теория потерь на линейное рассеяние.
Разница между рассеянием Рэлея и Ми
Разница между ними обсуждается ниже.
| S.NO | Рэлеевское или линейное рассеяние | Рассеяние Ми |
| 1 | ВРэлея или линейныйрассеяние, размер частиц меньше длины волны | В Мт.е.рассеяние, размер частиц больше длины волны |
| два | В этом рассеянии сильная зависимость от длины волны. | Зависимость от длины волны в этом рассеянии слабая. |
| 3 | Это линейное рассеяние | Это тоже линейное рассеяние |
| 4 | Тип частиц в этомрассеяние - это молекулы воздуха | Тип частиц в Mт.е.рассеивание - это дым, дым и мгла |
| 5 | Диаметр частиц молекулы воздуха составляет от 0,0001 до 0,001 микрометра, а феномены молекул воздуха - голубое небо и красные закаты. | Диаметр частиц аэрозоля в Mт.е.рассеяние составляет от 0,01 до 1,0 микрометра, а явления аэрозолей (загрязняющих веществ) - коричневатый смог |
Рэлеевское рассеяние в оптическом волокне
В оптоволокно тонкий, гибкий и прозрачный из оптически чистого кварцевого стекла и пластика. Оптические волокна быстрее, устойчивы к электромагнитным помехам, не могут загореться, а потери сигнала меньше. Когда луч света, несущий сигналы, проходит по оптоволокну, сила света становится ниже, и эта потеря мощности света обычно называется ослаблением. Затухание должно быть главным приоритетом для многих инженеров при выборе и обращении с волоконной оптикой.
Все объекты рассеивают свет, то есть отраженный свет освещает их во всех направлениях. Рэлеевское или линейное рассеяние вызывается интерференцией с частицами, размер которых меньше длины волны света. Свет проходит через волокно, взаимодействует с частицами, а затем рассеивается во всех направлениях, вызывая потери энергии и затухание во время передачи данных. Это теория рэлеевского или линейного рассеяния в оптических волокнах.
FAQs
1). Что вызывает рэлеевское или линейное рассеяние?
Причины рэлеевского или линейного рассеяния в том, что оно возникает из-за неоднородностей в оболочке и сердечнике. Изменения плотности и состава, а также флуктуации показателя преломления - это проблемы, которые возникают из-за неоднородностей.
2). Кто открыл рэлеевское рассеяние?
Был обнаружен Джон Уильям Струт.
3). В чем разница между рассеянием Рэлея и Ми?
При рэлеевском или линейном рассеянии размер рассеивающих частиц меньше длины волны излучения, а при рассеянии Ми размер рассеивающих частиц и длина волны излучения одинаковы.
4). Какие три типа рассеяния?
Три типа рассеяния - это рэлеевское, неселективное рассеяние и рассеяние Ми.
5). Что такое коэффициент Рэлея?
Коэффициент Рэлея - один из параметров, который используется при измерениях светорассеяния.
В этой статье представлен обзор Рэлеевское рассеяние или линейное рассеяние , рассеяние света, потери на рассеяние и различие между рассеянием Рэлея и Ми. Вот вопрос, каковы причины рассеяния Ми?
