Τι είναι η ηλεκτρομαγνητική σκέδαση;

Η ηλεκτρομαγνητική σκέδαση είναι η φυσική επίδραση ενός ηλεκτρομαγνητικού κύματος, όπως το φως ή τα ραδιοκύματα, χτυπώντας ένα αντικείμενο.Αντί να προχωράει σε ευθεία γραμμή, καθώς τα ελαφριά κύματα κάνουν ανεπιφύλακτα, το φως διαθλάται ή αναπηδά από μικροσκοπικές υφές στο αντικείμενο.Η ηλεκτρομαγνητική σκέδαση είναι συχνά υπεύθυνη για την εμφάνιση του χρώματος και έχει αρκετές ξεχωριστές μορφές.

Δεδομένου ότι έχει αρκετές γνώσεις σχετικά με τα σωματίδια και τα κύματα σκέδασης, η πρόβλεψη του τρόπου με τον οποίο θα είναι δυνατή η διασπορά.Η διαδικασία μπορεί επίσης να λειτουργήσει αντίστροφα, καθώς η επιστημονική παρατήρηση της σκέδασης μπορεί να παρέχει πληροφορίες σχετικά με το εισερχόμενο κύμα και τα σωματίδια που το διασκορπίζουν.Η μελέτη της σκέδασης έχει οδηγήσει σε σημαντικές προόδους σε αρκετούς τομείς, συμπεριλαμβανομένων των εικόνων, του ραντάρ και της ιατρικής τεχνολογίας που παράγονται από υπολογιστή.Ο Rayleigh Scattering βασίζεται στα πειράματα ενός αγγλικού επιστήμονα του 20ου αιώνα, John Strutt, του τρίτου βαρόνου του Rayleigh.Το έργο του διεξήχθη στις επιδράσεις σκέδασης των φωτεινών κυμάτων σε σωματίδια μικρότερα από τα εισερχόμενα κύματα.Επειδή το μπλε έχει μήκος μικρού κύματος, είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στη διασπορά καθώς αναπηδά από τα σωματίδια αερίου του αέρα που περιβάλλει τη γη.Οι κόκκινες, κίτρινες και πορτοκαλί αποχρώσεις είναι πολύ μεγαλύτερα μήκη κύματος, γι 'αυτό είναι ορατά μόνο στον ουρανό όταν κοιτάζουν κοντά ή στον ήλιο.

Λόγω του μικρού μεγέθους των σωματιδίων σκέδασης στη σκέδαση Rayleigh, το σχήμα των σωματιδίων δεν θεωρείται σημαντικό.Τα μεγαλύτερα κέντρα σκέδασης καλύπτονται από τη θεωρία MIE της ηλεκτρομαγνητικής σκέδασης, που ονομάζεται Γερμανός φυσικός Gustav Mie.Η MIE διαπίστωσε ότι οι αλλαγές στο χρώμα και την αδιαφάνεια είναι καθοριστικές για το μέγεθος και το σχήμα του κέντρου σκέδασης.Το έργο του θεωρείται ιδιαίτερα χρήσιμο για την κατανόηση της ηλεκτρομαγνητικής διασποράς μέσω του Hazes ή των σύννεφων.

Τόσο οι λύσεις Rayleigh όσο και Mie θεωρούνται ελαστικές, πράγμα που σημαίνει ότι η διασπορά των κυμάτων δεν αποδυναμώνει σημαντικά την ενέργειά τους.Αρκετές άλλες μορφές που ασχολούνται με ενεργειακές μετατοπίσεις λόγω ηλεκτρομαγνητικής σκέδασης υπάρχουν επίσης, συμπεριλαμβανομένων των Brillouin, Raman και Compton Scattering.Η σκέδαση Compton θεωρείται ιδιαίτερα σημαντική, καθώς δίνει στοιχεία ότι το φως μπορεί να έχει ιδιότητες τόσο ενός κύματος όσο και ενός ρεύματος σωματιδίων.Η ανελαστική ηλεκτρομαγνητική σκέδαση χρησιμοποιείται σε διάφορους τομείς, συμπεριλαμβανομένης της αστροφυσικής, της τεχνολογίας ακτίνων Χ και της μέτρησης της ελαστικής απόκρισης του ζωντανού ιστού.Η επιστημονική μελέτη της σκέδασης είναι εξαιρετικά περίπλοκη και ακόμη και οι διάφορες λύσεις που αναφέρονται παραπάνω δεν εξηγούν πλήρως τα αποτελέσματα και τα αποτελέσματα όλων των καταστάσεων σκέδασης.Αυτό που έχει ανακαλυφθεί έχει οδηγήσει σε τεράστια επιστημονική καινοτομία στις τεχνικές εικόνων, καθώς και να μας αφήσει να καταλάβουμε επιτέλους γιατί ο ουρανός είναι μπλε.