Qu'est-ce que la diffusion électromagnétique?
La diffusion électromagnétique est l'effet physique d'une onde électromagnétique, comme les ondes lumineuses ou radio, frappant un objet.Au lieu de procéder en ligne droite, car les ondes légères ne sont pas entravées, la lumière se réfracte ou rebondit des textures microscopiques dans l'objet.La diffusion électromagnétique est souvent responsable de l'apparition de la couleur et a plusieurs formes distinctes.
Étant donné suffisamment de connaissances sur les particules et les ondes de diffusion, la prédiction de la façon dont la lumière sera dispersée est possible.Le processus peut également fonctionner à l'envers, car l'observation scientifique de la diffusion peut fournir des informations sur l'onde entrante et les particules qui la diffusent.L'étude de la diffusion a conduit à des avancées importantes dans plusieurs domaines, notamment des images générées par ordinateur, un radar et une technologie médicale.
Pourquoi le ciel est bleu est une question populaire qui peut s'expliquer par la diffusion électromagnétique.La diffusion de Rayleigh est basée sur les expériences d'un scientifique anglais du début du XXe siècle, John Strutt, le troisième baron de Rayleigh.Son travail a été effectué sur les effets de diffusion des ondes légères sur les particules plus petites que les vagues entrantes.Parce que le bleu a une longueur d'onde courte, il est particulièrement sensible à la diffusion car il rebondit des particules de gaz de l'air entourant la Terre.Les teintes rouges, jaunes et orange sont des longueurs d'onde beaucoup plus longues, c'est pourquoi elles ne sont visibles que dans le ciel lorsque vous regardez près ou au soleil.
En raison de la petite taille des particules de diffusion dans la diffusion de Rayleigh, la forme des particules n'est pas considérée comme significative.Les centres de diffusion plus importants sont couverts par la théorie MIE de la diffusion électromagnétique, du nom du physicien allemand Gustav Mie.MIE a déterminé que les changements de couleur et d'opacité sont déterminants sur la taille et la forme du centre de diffusion.Son travail est considéré comme particulièrement utile pour comprendre la diffusion électromagnétique à travers les dangers ou les nuages.
Les solutions de Rayleigh et Mie sont considérées comme élastiques, ce qui signifie que la diffusion des vagues n'affaiblit pas considérablement leur énergie.Plusieurs autres formes qui traitent des décalages d'énergie dues à la diffusion électromagnétique existent également, notamment la diffusion Brillouin, Raman et Compton.La diffusion de Compton est considérée comme particulièrement significative, car elle montre que la lumière peut avoir des propriétés à la fois d'une onde et d'un flux de particules.La diffusion électromagnétique inélastique est utilisée dans plusieurs domaines, notamment l'astrophysique, la technologie des rayons X, et dans la mesure de la réponse élastique des tissus vivants.
La diffusion électromagnétique est, à sa base, un concept simple, visible dans les situations quotidiennes.L'étude scientifique de la diffusion est extrêmement complexe, et même les différentes solutions énumérées ci-dessus n'expliquent pas pleinement les effets et les résultats de toutes les situations de diffusion.Ce qui a été découvert a conduit à une formidable innovation scientifique dans les techniques d'imagerie, et nous permettant enfin pourquoi le ciel est bleu.