Mis on Rayleigh 'hajumine: valguse hajumine ja see kaotab

Proovige Meie Instrumenti Probleemide Kõrvaldamiseks





Lord Rayleigh (12. november 1842) avastati Rayleighi hajumine. Me teame seda valguse nähtust, mis on peegeldus ja murdumine . Osakesi atmosfääris nimetatakse hajumiseks, sest kui valgus atmosfääri siseneb, hajutatakse need osakesed valgustiks. Seda murdumisnähtust võib nimetada valguse hajumiseks. On kahte tüüpi hajutusi nagu elastne ja mitte-elastne. Rayleigh, Mie ja mitteselektiivsed hajumised on elastsed hajutised ning Brillou, Ramani, mitteelastne röntgen, Compton on elastsed hajumised. Selles artiklis käsitletakse lühidalt ühte elastse hajumise tüüpi, nimelt Rayleighi.

Mis on Rayleigh hajumine?

Definitsioon: Rayleigh on molekulide hajumine gaasi poolt maa atmosfääris. Hajutustugevus sõltub valguse lainepikkusest ja ka osakeste suurusest. Kompositsiooniliste variatsioonide tõttu on põhjustatud rayleigh ehk lineaarne hajumine.




Valguse hajumine

Oleme oma igapäevaelus ületanud mõningaid imelisi nähtusi, nagu taeva sinine värv, vee värv sügavas meres, päikese punetus päikesetõusul ja päikeseloojangul jne. Kui valgusvihk langeb aatom see paneb aatomi elektroni vibreerima. Vibreerivad elektronid kiirgavad omakorda valgust igas suunas ja seda protsessi nimetatakse hajumiseks.

Maa atmosfäär sisaldab õhumolekule ja muid väikeseid osakesi, kui päikesest tulev valgus atmosfääri läbib, hajutab selle atmosfääris suur hulk osakesi. Rayleigh 'hajutusseaduse (RSL) kohaselt varieerub valguse hajumise intensiivsus pöördvõrdeliselt kui kõrguse lainepikkuse neljas osa (1 / h4). Pikemate lainepikkustega võrreldes hajutatakse lühemaid lainepikkusi rohkem. Lineaarne hajutamise diagramm on näidatud alloleval joonisel.



Rayleigh hajumine

Rayleigh hajumine

RSL-i andmetel hajub sinine värvivalgus rohkem kui punane, sest sel põhjusel paistab taevas sinisena. Päikesetõusul ja päikeseloojangul kiirgavad päikesekiired suure osa atmosfäärist. Seetõttu hajub suurem osa sinisest valgusest eemale ja vaatlejani jõuab ainult punane tuli. Seega paistab päike päikesevalguse ja päikeseloojangu ajal punasena.

Valguse hajumise korral täheldatakse peaaegu kogu hajuvat valgust langeva kiirgusega samal sagedusel. Seda nähtust nimetatakse elastseks või rayleigh- või lineaarseks hajutamiseks, kuid India suurarst Dr. C. V. Raman täheldas, et valguse hajumisel on diskreetsed sagedused 1928. aastal langeva sageduse kohal ja all. Rayleighi või lineaarse tüübi rakendused on tegelema (valguse tuvastamine ja kaugus), ilmaradar jne.


Rayleighi hajutatavad kahjud

Optilistes kiududes esinevad hajumiskaod materjali tiheduse ja koostise mikroskoopiliste muutuste tõttu. Kuna klaas koosneb juhuslikult ühendatud molekulivõrkudest ja mitmetest oksiididest, nagu ränioksiid, GeOkaksjne. Need on kompositsioonistruktuuri kõikumise peamised kasutusalad, need kaks mõju põhjustavad valguse hajumise ja rayleigh tüüpi varieerumist.

Hajutavad tuled südamiku ja kattematerjali murdumisnäitaja väikeste lokaliseeritud muutuste tõttu. Need on kiudude tootmise kaks põhjust. Esimene on tingitud koostisosade segunemise kergest kõikumisest ja teine ​​põhjus on tahkumisel kerge tiheduse muutus. Alloleval joonisel on graafiliselt kujutatud Rayleighi lainepikkuse ja hajuvuskao suhet.

Kaotuste hajutamine

Kaotuste hajutamine

Kui valguskiir tabab selliseid tsoone, hajub see igas suunas, ühekomponendilise klaasi hajutuskadu annab

Ascat= 8π3/ 3λ4(nkaks- 1)kaksTOBTfBT

Kus n = murdumisnäitaja

TOB= Boltzmani konstant

BT= Isotermiline kokkusurutavus

Tf= Hõõrdumistemperatuur
Dimensioonita suuruse parameetri põhjal on valguse hajumine jagatud kolmeks domeeniks ja see on määratletud järgmiselt

A = πDp / λ

Kus Dp = osakese ümbermõõt

λ = langev lainepikkusega kiirgus

Rayleigh on võrdeline ja P (r), A (r) ja r-ga. Matemaatilise avaldise annab

α = αR+ αIN+ αOH+ αIR+ αUV+ αIN

Kus αR= RSL

aIN= Ebatäiuslikkuse kadu

aOH= Neeldumiskadu

aIR= Infrapuna neeldumise kadu

aUV= Ultraviolettkiirguse neeldumise kaotus

aIN= Muude lisandite neeldumiskadu

An αIR(infrapuna neeldumise kadu) väljendatakse matemaatiliselt järgmiselt

aIR= C exp (-D / λ)

Kus ‘C’ on koefitsient ja D sõltub materjalidest

Kaotus on proportsionaalne λ-ga4ning punktidele P (r), A (r) ja r. Matemaatilise avaldise annab

aR= 1 / λ40+ ∞A (r) P (r) rdr / ∫0+ ∞P (r) rdr

Kus A (r) = sirgjooneline hajumistegur

P (r) = valguse intensiivsuse levik

‘R’ = radiaalkaugus

See on lineaarse hajutuskadu teooria.

Rayleigh ja Mie hajumise erinevus

Nende kahe erinevust käsitletakse allpool.

S.NO Rayleigh või lineaarne hajumine Mie laialivalguv
1 SisseRayleigh või lineaarnehajumisel on osakeste suurus lainepikkusest väiksem Msthajumisel on osakeste suurus lainepikkusest suurem
kaks Sõltuvus lainepikkusest on selles hajutamises tugev Sõltuvus lainepikkusest on selles hajutamises nõrk
3 See on lineaarne hajumine See on ka lineaarne hajumine
4 Sellised osakesed selleshajumine on õhumolekulid M-s olevate osakeste liiksthajumine on suits, suits ja hägu
5 Õhumolekuli osakeste läbimõõt on 0,0001 kuni 0,001 mikromeetrit ja õhumolekulide nähtused on sinine taevas ja punased päikeseloojangud Aerosoolide osakeste läbimõõt (M)sthajumine on vahemikus 0,01 kuni 1,0 mikromeetrit ja aerosoolide (saasteainete) nähtused on pruunikas sudu

Rayleigh hajumine optilises kius

The optiline kiud on õhuke, paindlik ja läbipaistvalt optiliselt puhtast räniklaasist ja plastikust. Optilised kiud on kiiremad, elektromagnetilisi häireid läbitungimatud, ei saa süttida ja signaali kadu on väiksem. Kui kiudoptikast liigub signaale edastav valgusvihk, siis valguse tugevus muutub väiksemaks, seda valguse võimsuse kadu nimetatakse tavaliselt summutuseks. Summutamine peab olema paljude inseneride jaoks esmatähtis, et kaaluda kiudoptika valimist ja käsitsemist.

Kõik objektid hajutavad valgust, see tähendab peegeldunud valgust, mis valgustab neid igas suunas. Kiir- või lineaarne hajumine on põhjustatud valguse lainepikkusest väiksemate osakeste segamisest. Kiudu läbiv valgus suhtleb osakestega ja hajub seejärel kõikidesse suundadesse, see põhjustab andmeedastuse ajal energiakadusid ja sumbumist. See on Rayleighi ehk lineaarse hajumise teooria optilistes kiududes.

KKK

1). Mis põhjustab Rayleigh ’ehk lineaarset hajutamist?

Rayleighi või lineaarse hajumise põhjused on see, et see tuleneb voodri ja südamiku ebaühtlusest. Inhomogeensuse tõttu tekivad probleemid tihedus ja koostise kõikumine ning murdumisnäitaja kõikumine.

2). Kes avastas Rayleigh hajumise?

Avastati John William Strut.

3). Mis vahe on Rayleigh ja Mie hajutamisel?

Rayleigh 'ehk lineaarse hajumise korral on hajuvate osakeste suurus väiksem kui kiirguse lainepikkus ja Mie-hajutamisel hajuvate osakeste suurus ja kiirguse lainepikkus on sama.

4). Mis on kolm hajutamise tüüpi?

Hajutamise kolm tüüpi on rayleigh, mitteselektiivne hajumine ja Mie hajumine.

5). Mis on Rayleigh suhe?

Rayleigh suhe on üks parameetritest, mida kasutatakse valguse hajumise mõõtmiseks.

Selles artiklis ülevaade Rayleigh hajumine või lineaarne hajumine , valguse hajumine, hajumiskaod ning Rayleigh ja Mie hajumise erinevus. Siin on küsimus, mis on Mie hajumise põhjused?