מה זה ריילי פיזור: פיזור של אור וזה מאבד

לורד ריילי (12 בנובמבר 1842) התגלה בפיזור ריילי. אנו מכירים את תופעת האור שהיא השתקפות ושבירה . החלקיקים באטמוספרה הנקראים מתפזרים מכיוון שכאשר האור נכנס לאטמוספרה אז החלקיקים הללו יתפזרו לאורות. ניתן לכנות תופעה זו של שבירה כפיזור אור. ישנם שני סוגים של פיזורים כמו אלסטי ולא אלסטי. פיזורי ריילי, מיה והלא סלקטיביים הם פיזור אלסטי והצילום ברילו, ראמאן, רנטגן אינ-אלסטי, קומפטון הוא הפיזור הלא-אלסטי. במאמר זה, סוג אחד של פיזור אלסטי הוא ריילי נדון בקצרה.

מה זה ריילי פיזור?

הַגדָרָה: ריילי היא פיזור המולקולות על ידי הגז באטמוספירה של כדור הארץ. חוזק הפיזור תלוי באור גל האור וגם בגודל החלקיקים. בשל וריאציות הקומפוזיציה, הרייליי או הפיזור הליניארי נגרם.

פיזור אור

חצינו כמה תופעות נפלאות בחיי היומיום שלנו, כמו הצבע הכחול של השמים, צבע המים בים העמוק, אודם השמש עם הזריחה והשקיעה וכו 'כשקרן אור נופלת על אטום זה גורם לאלקטרון באטום לרטוט. האלקטרונים הרוטטים, בתורם, הוא פולט מחדש את האור לכל הכיוונים ותהליך זה נקרא פיזור.

האטמוספירה של כדור הארץ מכילה מולקולות אוויר וחלקיקים זעירים אחרים כאשר אור מהשמש עובר באטמוספירה, והוא מתפזר על ידי מספר גדול של חלקיקים באטמוספרה. על פי חוק פיזור ריילי (RSL), עוצמת פיזור האור משתנה באופן הפוך כחלק הרביעי של אורך הגל של הגובה (1 / שעה.⁴). לעומת אורכי הגל הארוכים יותר אורכי הגל הקצרים יותר מפוזרים יותר. תרשים הפיזור הליניארי מוצג באיור שלהלן.

ריילי פיזור

על פי ה- RSL, אור הצבע הכחול מפוזר יותר מהאור האדום מכיוון שמסיבה זו השמים מופיעים בכחול. עם הזריחה ושקיעת השמש קרני השמש עוברות חלק גדול מהאטמוספירה. לכן, רוב האור הכחול מפוזר ורק האור האדום מגיע למתבונן. מכאן שהשמש נראית אדומה באור השמש ובשקיעה.

במקרה של פיזור אור, כמעט כל האור המפזר נצפה באותה תדירות כמו הקרינה המתקבלת. תופעה זו נקראת פיזור אלסטי או ריילי או פיזור ליניארי, אולם הרופא ההודי הגדול ד'ר סי.וי ראמן ציין כי לפיזור האור יש תדרים נפרדים מעל ומתחת לתדר האירוע בשנת 1928. היישומים של ריילי או סוג ליניארי הם להתמודד (זיהוי אור וטווח), מכ'ם מזג אוויר וכו '.

הפסדי פיזור ריילי

הפסדי הפיזור קיימים בסיבים אופטיים בגלל שונות מיקרוסקופית בצפיפות החומר ובהרכב. מכיוון שזכוכית מורכבת מרשתות המחוברות באופן אקראי במולקולריות ומספר תחמוצות כמו תחמוצת הסיליקון, GeO_שתייםוכו 'אלה הם השימוש העיקרי בתנודות של מבנה הקומפוזיציה, שתי השפעות אלה גורמות לשינוי בסגנון השבירה והפיזור האור של ריילי.

אורות הפיזור עקב שינויים מקומיים קטנים באינדקס השבירה של הליבה וחומר החיפוי. אלה שני הסיבות במהלך ייצור הסיבים. הראשון נובע מהתנודות הקלות בערבוב המרכיבים והגורם האחר הוא שינוי קל בצפיפות ככל שמתמצק. האיור שלהלן מראה בצורה גרפית את הקשר בין אורך הגל לבין אובדן פיזור של ריילי.

פיזור הפסדים

כאשר קרן אור פוגעת באזורים כאלה, היא מתפזרת לכל עבר, אובדן הפיזור עבור זכוכית רכיב יחיד ניתן על ידי

א_{לְהִסְתַלֵק}= 8π³/ 3λ⁴(נ^שתיים- 1)^שתייםל_בט_fב_ט

איפה n = אינדקס השבירה

ל_ב= הקבוע של בולצמן

ב_ט= דחיסות איזותרמית

ט_f= טמפרטורת חיכוך
בהתבסס על פרמטר הגודל חסר המימדים, פיזור האור מחולק לשלושה תחומים והוא מוגדר כ

A = πDp / λ

איפה Dp = היקף של חלקיק

λ = קרינת אורך גל תקרית

ריילי הוא פרופורציונלי ל- ו- P (r), A (r) ו- r. הביטוי המתמטי ניתן על ידי

α = α_ר+ α_{בתוך ה}+ α_אה+ α_IR+ α_UV+ α_{בתוך ה}

איפה α_ר= RSL

א_{בתוך ה}= אובדן חוסר שלמות

א_אה= אובדן ספיגה

א_IR= אובדן ספיגה אינפרא אדום

א_UV= אובדן ספיגה אולטרה סגול

א_{בתוך ה}= אובדן ספיגת זיהומים אחרים

Α_IR(אובדן ספיגת אינפרא אדום) בא לידי ביטוי מתמטי כ-

א_IR= C exp (-D / λ)

כאשר 'C' הוא המקדם ו- D תלוי בחומרים

ההפסד פרופורציונלי ל- λ⁴ול- P (r), A (r) ו- r. הביטוי המתמטי ניתן על ידי

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

איפה A (r) = מקדם פיזור לינארי

P (r) = התפשטות עוצמת האור

‘R’ = מרחק רדיאלי

זו התיאוריה של אובדן פיזור לינארי.

ההבדל בין פיזור ריילי למי

ההבדל בין שני אלה נדון להלן.

פיזור ריילי בסיבים אופטיים

ה סיב אופטי הוא דק, גמיש ושקוף מזכוכית סיליקה טהורה ופלסטיק. הסיבים האופטיים מהירים יותר, אטומים להפרעות אלקטרומגנטיות, אינם יכולים להתלקח ואובדן האות פחות. כאשר קרן אור הנושאת אותות עוברת מהסיבים האופטיים, אז חוזק האור הופך נמוך יותר, אובדן זה של כוח האור נקרא בדרך כלל הנחתה. הנחתה צריכה להיות בראש סדר העדיפויות עבור מהנדסים רבים לשקול בחירה וטיפול בסיבים אופטיים.

כמעט כל האובייקטים מפזרים אורות, כלומר האור המוחזר שמאיר אותם לכל הכיוונים. רייליי או פיזור ליניארי נגרם על ידי הפרעה לחלקיקים הקטנים מאורך הגל של האור. האור הנע דרך הסיב מתקשר עם החלקיקים ואז מפוזר לכל הכיוונים, הוא גורם לאובדן אנרגיה ולהחתה במהלך העברת הנתונים. זו התיאוריה של ריילי או פיזור לינארי בסיבים אופטיים.

שאלות נפוצות

1). מה גורם לריילי או לפיזור לינארי?

הגורמים לפיזור ריילי או פיזור לינארי הם, זה נובע מחוסר הומוגניות בחיפוי ובליבה. הצפיפות והווריאציות בהרכב והתנודות במדד השבירה הן הבעיות המתרחשות בגלל חוסר ההומוגניות.

2). מי גילה את פיזור ריילי?

ג'ון וויליאם שטרוט התגלה.

3). מה ההבדל בין פיזור ריילי למי?

בפיזור ריילי או בפיזור ליניארי, גודל החלקיקים המפזרים קטן מאורך הגל הקרינה ובפיזור ה- Mie גודל החלקיקים המפוזרים ואורך הגל של הקרינה זהה.

4). מהם שלושת סוגי הפיזורים?

שלושת סוגי הפיזור הם ריילי, פיזור לא סלקטיבי ופיזור מיה.

5). מה היחס של ריילי?

יחס ריילי הוא אחד הפרמטרים המשמשים למדידות פיזור האור.

במאמר זה סקירה של פיזור ריילי או פיזור לינארי , פיזור אור, פיזור הפסדים, וההבדל בין פיזור ריי ומיי נידונים. הנה שאלה מה הם הגורמים להתפשטות מיי?