Lord Rayleigh (12. november 1842) ble oppdaget rayleigh-spredning. Vi kjenner fenomenet lys som er refleksjon og refraksjon . Partiklene i atmosfæren som kalles spredt fordi når lyset kommer inn i atmosfæren, vil disse partiklene bli spredt i lys. Dette fenomenet med refraksjon kan kalles som en spredning av lys. Det er to typer spredning som elastisk og ikke-elastisk. Rayleigh-, Mie- og ikke-selektive spredninger er elastiske spredning og Brillou, Raman, In-elastisk røntgen, Compton er de in-elastiske spredningene. I denne artikkelen diskuteres en type elastisk spredning, nemlig Rayleigh kort.

Hva er Rayleigh Scattering?

Definisjon: Rayleigh er spredning av molekylene av gassen i jordens atmosfære. Spredningsstyrken avhenger av lysbølgelengden og også av partikkelstørrelsen. På grunn av sammensetningsvariasjonene er rayleigh eller lineær spredning forårsaket.

Spredning av lys

Vi har krysset noen fantastiske fenomener i vårt daglige liv, for eksempel den blå fargen på himmelen, fargen på vannet i havets dyp, solens rødhet ved soloppgang og solnedgangen osv. Når en lysstråle faller på et atom det får elektronet i atomet til å vibrere. De vibrerende elektronene gir igjen lyset i alle retninger, og denne prosessen kalles spredning.

“hva er et avbrudd? ”

Jordatmosfæren inneholder luftmolekyler og andre små partikler når lys fra solen passerer gjennom atmosfæren, blir den spredt av et stort antall partikler i atmosfæren. I henhold til Rayleigh Scattering Law (RSL) varierer intensiteten av spredning av lys omvendt som den fjerde delen av bølgelengden på høyden (1 / t⁴). Sammenlignet med de lengre bølgelengdene er de kortere bølgelengdene spredt mer. Det lineære spredningsdiagrammet er vist i figuren nedenfor.

Rayleigh Scattering

I følge RSL er det blå fargen lys spredt mer enn det røde lyset fordi av denne grunn ser himmelen ut i blått. Ved soloppgang og solnedgang reiser strålene fra solen en stor del av atmosfæren. Derfor er det meste av det blå lyset spredt bort, og bare det røde lyset når observatøren. Derfor ser solen rød ut ved sollys og solnedgang.

I tilfelle lysspredning observeres nesten alt spredningslyset med samme frekvens som den innfallende strålingen. Dette fenomenet kalles elastisk eller rayleigh eller lineær spredning, men den store indiske legen Dr.C.V. Raman observerte at spredning av lys har diskrete frekvenser over og under hendelsesfrekvensen i 1928. Anvendelsene av rayleigh eller lineær type er å takle (lysdeteksjon og rekkevidde), værradar osv.

Rayleigh-spredningstap

Spredningstapene eksisterer i optiske fibre på grunn av mikroskopisk variasjon i materialtetthet og sammensetning. Siden glass består av tilfeldig tilkoblede nettverk på molekylære og flere oksider som silisiumoksid, GeO_toetc. Dette er den viktigste bruken av strukturfluktuasjoner, disse to effektene resulterer i variasjon i brytnings- og rayleigh-typen spredning av lys.

Spredelyset på grunn av små lokale endringer i brytningsindeksen til kjernen og kledningsmaterialet. Dette er de to årsakene under produksjon av fibre. Den første skyldes svak svingning i blanding av ingredienser, og den andre årsaken er en liten endring i tetthet når den stivner. Figuren nedenfor viser grafisk forholdet mellom bølgelengde og spredningstap av rayleigh.

Spredningstap

Når en lysstråle treffer slike soner, blir den spredt i alle retninger, spredningstapet for enkeltkomponentglass er gitt av

EN_scat= 8π³/ 3λ⁴(n^to- 1)^toTIL_BT_fB_T

Hvor n = brytningsindeks

TIL_B= Boltzmans konstant

B_T= Isoterm komprimerbarhet

T_f= Friktiv temperatur
Basert på den dimensjonsløse størrelsesparameteren er spredningen av lys delt inn i tre domener, og den defineres som

A = πDp / λ

Hvor Dp = Omkrets av en partikkel

λ = Incident bølgelengde stråling

Rayleigh er proporsjonal med og P (r), A (r) og r. Det matematiske uttrykket er gitt av

α = α_R+ α_I+ α_ÅH+ α_IR+ α_UV+ α_I

Hvor α_R= RSL

en_I= Ufullkommenhetstap

en_ÅH= Absorpsjonstap

en_IR= Infrarødt absorpsjonstap

en_UV= Ultrafiolett absorpsjonstap

en_I= Andre tap av urenheter

En α_IR(infrarødt absorpsjonstap) blir matematisk uttrykt som

en_IR= C exp (-D / λ)

Der ‘C’ er koeffisienten og D er avhengig av materialer

Tapet er proporsjonalt med λ⁴og til P (r), A (r) og r. Det matematiske uttrykket er gitt av

en_R= 1 / λ⁴∫₀^{+ ∞}A (r) P (r) rdr / ∫₀^{+ ∞}P (r) rdr

Hvor A (r) = Lineær spredningskoeffisient

P (r) = forplantning av lysintensitet

‘R’ = Radiell avstand

Dette er teorien om lineært spredningstap.

Forskjellen mellom Rayleigh og Mie-spredning

Forskjellen mellom disse to er diskutert nedenfor.

S.NO	Rayleigh eller lineær spredning	Mie Scattering
1	IRayleigh eller lineærspredning, er partikkelstørrelsen mindre enn bølgelengden	I Mdvsspredning, er partikkelstørrelsen større enn bølgelengden
to	Avhengigheten av bølgelengden er sterk i denne spredningen	Avhengigheten av bølgelengden er svak i denne spredningen
3	Det er en lineær spredning	Det er også en lineær spredning
4	Den slags partikler i dettespredning er luftmolekyler	Den slags partikler i Mdvsspredning er røyk, røyk og dis
5	Luftmolekylets partikkeldiameter er 0,0001 til 0,001 mikrometer og fenomenene til luftmolekyler er blå himmel og røde solnedganger	Aerosolens partikkeldiameter i Mdvsspredning er fra 0,01 til 1,0 mikrometer og fenomenene aerosoler (forurensende stoffer) er brunaktig smog

Rayleigh-spredning i optisk fiber

De optisk fiber er tynn, fleksibel og gjennomsiktig av optisk rent kiselglass og plast. De optiske fibrene er raskere, ugjennomtrengelige for elektromagnetisk interferens, kan ikke ta fyr og signaltapet er mindre. Når en lysstråle som bærer signaler beveger seg fra fiberoptikken, blir lysstyrken lavere, dette tapet av lyskraft kalles vanligvis dempning. En demping må være en topprioritet for mange ingeniører å vurdere å velge og håndtere fiberoptikk.

Mest alle objekter sprer lys, det vil si det reflekterte lyset som lyser dem i alle retninger. Rayleigh eller lineær spredning er forårsaket av interferens med partikler som er mindre enn lysets bølgelengde. Lyset som beveger seg gjennom fiberen samhandler med partiklene og spres deretter i alle retninger, det forårsaker energitap og demping under dataoverføringen. Dette er teorien om Rayleigh eller lineær spredning i optiske fibre.

Vanlige spørsmål

1). Hva forårsaker Rayleigh eller lineær spredning?

Årsakene til rayleigh eller lineær spredning er, det skyldes inhomogeniteter i kledningen og kjernen. Tetthet og sammensetningsvariasjoner og svingninger i brytningsindeks er problemene som oppstår på grunn av inhomogenitetene.

2). Hvem oppdaget Rayleigh-spredning?

John William Strut ble oppdaget.

3). Hva er forskjellen mellom Rayleigh og Mie-spredning?

I Rayleigh eller lineær spredning er størrelsen på spredningspartiklene mindre enn strålingsbølgelengden, og i Miespredningen er størrelsen på spredningspartiklene og bølgelengden av stråling den samme.

4). Hva er de tre typene spredning?

De tre spredningstyper er rayleigh, ikke-selektiv spredning og Mie-spredning.

5). Hva er Rayleigh-forholdet?

Rayleigh-forholdet er en av parametrene som brukes til måling av lysspredning.

I denne artikkelen, en oversikt over Rayleigh-spredning eller lineær spredning , spredning av lys, spredningstap, og forskjellen mellom Rayleigh og Mie-spredning blir diskutert. Her er et spørsmål om hva er årsakene til Mie-spredning?