Hva er elektromagnetisk spredning?

Elektromagnetisk spredning er den fysiske effekten av en elektromagnetisk bølge, for eksempel lys eller radiobølger, og treffer et objekt. I stedet for å fortsette i en rett linje, mens lysbølger gjør uhindret, bryter lyset eller spretter av mikroskopiske strukturer i objektet. Elektromagnetisk spredning er ofte ansvarlig for utseendet på fargen, og har flere forskjellige former.

Gitt nok kunnskap om spredningspartikler og bølger, er spådommen om hvordan lys vil spredes er mulig. Prosessen kan også fungere omvendt, ettersom vitenskapelig observasjon av spredning kan gi informasjon om den innkommende bølgen og partiklene som sprer den. Studien av spredning har ført til viktige fremskritt på flere områder, inkludert datamaskingenererte bilder, radar og medisinsk teknologi.

Hvorfor himmelen er blå er et populært spørsmål som kan forklares med elektromagnetisk spredning. Rayleigh -spredning er basert på eksperimentene fra en tidlig 1900 -talls EnglIsh Scientist, John Strutt, den tredje baronen til Rayleigh. Hans arbeid ble utført på spredningseffekten av lysbølger på partikler mindre enn de innkommende bølgene. Fordi blå har en kort bølgelengde, er den spesielt utsatt for spredning når den spretter av gasspartikler av luften som omgir jorden. Røde, gule og oransje fargetoner er mye lengre bølgelengder, og det er derfor de bare er synlige på himmelen når de ser nær eller ved solen.

På grunn av den lille størrelsen på spredningspartikler i Rayleigh -spredning, regnes ikke formen på partiklene som betydelig. Større spredningssentre er dekket av MIE -teorien om elektromagnetisk spredning, oppkalt etter den tyske fysikeren Gustav Mie. Mie bestemte at endringer i farge og opacitet er determinant i størrelsen og formen på spredningssenteret. Hans arbeid anses som spesielt nyttig for å forstå elektromagnetisk spredningg gjennom farer eller skyer.

Både Rayleigh og Mies løsninger regnes som elastiske, noe som betyr at spredningen av bølger ikke svekker energien deres betydelig. Flere andre former som omhandler energiforskyvninger på grunn av elektromagnetisk spredning eksisterer også, inkludert Brillouin, Raman og Compton -spredning. Compton -spredning anses som spesielt viktig, ettersom det gir bevis for at lys kan ha egenskaper til både en bølge og en strøm av partikler. Inelastisk elektromagnetisk spredning brukes i flere felt, inkludert astrofysikk, røntgenteknologi og ved måling av elastisk respons fra levende vev.

Elektromagnetisk spredning er på grunnlaget et enkelt konsept, synlig i situasjoner hver dag. Den vitenskapelige studien av spredning er ekstremt kompleks, og selv de forskjellige løsningene som er oppført ovenfor forklarer ikke helt effektene og resultatene av alle spredningssituasjoner. Det som er oppdaget har ført til enorm vitenskapelig innovasjon innen bilderChniques, i tillegg til å la oss forstå til slutt nøyaktig hvorfor himmelen er blå.