Was ist elektromagnetische Streuung?

Elektromagnetische Streuung ist die physikalische Wirkung einer elektromagnetischen Welle wie Licht- oder Funkwellen, die ein Objekt treffen.Anstatt in einer geraden Linie vorzugehen, reflektiert oder prahlert die Lichtwellen, wenn es sich nicht um Wellen, die mikroskopische Texturen im Objekt abspritzt.Die elektromagnetische Streuung ist häufig für das Aussehen von Farbe verantwortlich und hat mehrere unterschiedliche Formen.

Angesichts genügend Wissen über die Streupartikel und Wellen ist die Vorhersage, wie Licht Streuung möglich ist.Der Prozess kann auch umgekehrt funktionieren, da die wissenschaftliche Beobachtung der Streuung Informationen über die eingehende Welle und die Partikel liefern kann, die sie streuen.Die Studie zur Streuung hat zu wichtigen Fortschritten in mehreren Bereichen geführt, einschließlich computergenerierter Bilder, Radar und Medizintechnik.

Warum der Himmel blau ist, ist eine beliebte Frage, die durch elektromagnetische Streuung erklärt werden kann.Die Rayleigh -Streuung basiert auf den Experimenten eines englischen Wissenschaftlers des frühen 20. Jahrhunderts, John Strutt, dem dritten Baron von Rayleigh.Seine Arbeiten wurden zu den Streueffekten von Lichtwellen auf Partikeln durchgeführt, die kleiner sind als die eingehenden Wellen.Da Blau eine kurze Wellenlänge hat, ist es besonders anfällig für Streuung, da es von Gaspartikeln der Luft abspringt, die die Erde umgibt.Rote, gelbe und orangefarbene Farbtöne sind viel längere Wellenlängen, weshalb sie nur am Himmel sichtbar sind, wenn sie in der Nähe oder in der Sonne schauen.

Aufgrund der geringen Größe von Streupartikeln in der Rayleigh -Streuung wird die Form der Partikel nicht als signifikant angesehen.Größere Streuzentren werden von der Mie -Theorie der elektromagnetischen Streuung bedeckt, die nach deutscher Physiker Gustav Mie benannt ist.Mie stellte fest, dass Farb- und Opazitätsänderungen für die Größe und Form des Streuzentrums bestimmend sind.Seine Arbeit wird als besonders nützlich für das Verständnis der elektromagnetischen Streuung durch Hazes oder Wolken angesehen.

Sowohl die Lösungen von Rayleigh als auch Mie werden als elastisch angesehen, was bedeutet, dass die Streuung von Wellen ihre Energie nicht wesentlich schwächst.Es gibt auch mehrere andere Formen mit Energieverschiebungen aufgrund der elektromagnetischen Streuung, einschließlich Brillouin, Raman und Compton -Streuung.Die Compton -Streuung wird als besonders signifikant angesehen, da es Beweise dafür liefert, dass Licht sowohl eine Welle als auch eine Partikelstrom aufweisen kann.Die unelastische elektromagnetische Streuung wird in mehreren Feldern verwendet, einschließlich Astrophysik, Röntgentechnologie und bei der Messung der elastischen Reaktion des lebenden Gewebes.

Elektromagnetische Streuung ist auf seiner Basis ein einfaches Konzept, das in täglichen Situationen sichtbar ist.Die wissenschaftliche Studie zur Streuung ist äußerst komplex, und selbst die verschiedenen oben aufgeführten Lösungen erklären die Auswirkungen und Ergebnisse aller Streusituationen nicht vollständig.Was entdeckt wurde, hat zu enormen wissenschaftlichen Innovationen in Bildtechniken geführt und uns endlich genau verstehen, warum der Himmel blau ist.