Cos'è la dispersione elettromagnetica?
La dispersione elettromagnetica è l'effetto fisico di un'onda elettromagnetica, come onde di luce o radio, che colpisce un oggetto. Invece di procedere in linea retta, poiché le onde luminose non hanno ostacolato, la luce si rifrange o rimbalza sulle trame microscopiche nell'oggetto. Lo scattering elettromagnetico è spesso responsabile dell'aspetto del colore e ha diverse forme distinte.
Data una conoscenza sufficiente delle particelle e delle onde di scattering, la previsione di come la luce si disperderà è possibile. Il processo può anche funzionare al contrario, poiché l'osservazione scientifica dello scattering può fornire informazioni sull'onda in arrivo e sulle particelle che lo stanno disperso. Lo studio dello scattering ha portato a importanti progressi in diverse aree, tra cui immagini generate dal computer, radar e tecnologia medica.
Perché il cielo è blu è una domanda popolare che può essere spiegata dalla dispersione elettromagnetica. La dispersione di Rayleigh si basa sugli esperimenti di un inglese del 20 ° secoloIsh Scientist, John Strutt, il terzo barone di Rayleigh. Il suo lavoro è stato condotto sugli effetti di scattering delle onde luminose su particelle più piccole delle onde in arrivo. Poiché il blu ha una breve lunghezza d'onda, è particolarmente suscettibile alla dispersione in quanto rimbalza le particelle di gas dell'aria che circonda la Terra. Le tonalità rosse, gialle e arancioni sono lunghezze d'onda molto più lunghe, motivo per cui sono visibili nel cielo solo quando si guardano vicino o al sole.
A causa delle dimensioni ridotte delle particelle di dispersione nella dispersione di Rayleigh, la forma delle particelle non è considerata significativa. I più grandi centri di dispersione sono coperti dalla teoria Mie della dispersione elettromagnetica, chiamata per il fisico tedesco Gustav Mie. Mie ha stabilito che i cambiamenti di colore e opacità sono determinanti sulla dimensione e la forma del centro di scattering. Il suo lavoro è considerato particolarmente utile per comprendere la dispersione elettromagneticag attraverso perdi o nuvole.
Entrambe le soluzioni di Rayleigh e Mie sono considerate elastiche, il che significa che la dispersione delle onde non indebolisce significativamente la loro energia. Esistono anche diverse altre forme che si occupano di turni di energia dovuti allo scattering elettromagnetico, tra cui Brillouin, Raman e Compton Scattering. Lo scattering di Compton è considerato particolarmente significativo, in quanto fornisce prove che la luce può avere proprietà di un'onda e di un flusso di particelle. Lo scattering elettromagnetico anelastico viene utilizzato in diversi campi, tra cui astrofisica, tecnologia a raggi X e nella misurazione della risposta elastica del tessuto vivente.
Lo scattering elettromagnetico è, a base, un concetto semplice, visibile in situazioni di tutti i giorni. Lo studio scientifico dello scattering è estremamente complesso e persino le varie soluzioni sopra elencate non spiegano completamente gli effetti e i risultati di tutte le situazioni di scattering. Ciò che è stato scoperto ha portato a un'enorme innovazione scientifica nelle immagini teChniques, oltre a permetterci di capire esattamente perché il cielo è blu.