Vad är elektromagnetisk spridning?

Elektromagnetisk spridning är den fysiska effekten av en elektromagnetisk våg, såsom ljus eller radiovågor, som träffar ett föremål.Istället för att fortsätta i en rak linje, när ljusvågor obehindras, bryter eller studsar ljuset av mikroskopiska strukturer i objektet.Elektromagnetisk spridning är ofta ansvarig för utseendet på färg och har flera distinkta former.

Givet tillräckligt med kunskap om spridningspartiklarna och vågorna, förutsägelse av hur ljus kommer att sprida är möjligt.Processen kan också fungera i omvänd riktning, eftersom vetenskaplig observation av spridning kan ge information om den inkommande vågen och de partiklar som sprider den.Studien av spridning har lett till viktiga framsteg inom flera områden, inklusive datorgenererade bilder, radar och medicinsk teknik.

Varför himlen är blå är en populär fråga som kan förklaras genom elektromagnetisk spridning.Rayleigh -spridning är baserad på experimenten från en tidig 1900 -talets engelska forskare, John Strutt, den tredje baronen i Rayleigh.Hans arbete genomfördes på spridningseffekterna av ljusvågor på partiklar mindre än de inkommande vågorna.Eftersom blått har en kort våglängd är det särskilt mottagligt för spridning när den studsar bort gaspartiklarna i luften omgivande jord.Röda, gula och orange nyanser är mycket längre våglängder, varför de bara är synliga på himlen när de tittar nära eller på solen.

På grund av den lilla storleken på spridningspartiklar i Rayleigh -spridning anses inte partiklarnas form som betydande.Större spridningscentra täcks av MIE -teorin om elektromagnetisk spridning, uppkallad efter den tyska fysikern Gustav Mie.Mie bestämde att förändringar i färg och opacitet är avgörande för spridningscentrets storlek och form.Hans arbete anses vara särskilt användbart för att förstå elektromagnetisk spridning genom risker eller moln.

Både Rayleigh och Mies lösningar betraktas som elastiska, vilket innebär att spridningen av vågor inte avsevärt försvagar sin energi.Flera andra former som hanterar energiförändringar på grund av elektromagnetisk spridning finns också, inklusive Brillouin, Raman och Compton -spridning.Compton -spridning anses vara särskilt betydelsefull, eftersom det ger bevis på att ljus kan ha egenskaper hos både en våg och en ström av partiklar.Inelastisk elektromagnetisk spridning används inom flera fält, inklusive astrofysik, röntgenteknologi och vid mätning av det elastiska svaret från levande vävnad.

Elektromagnetisk spridning är i dess enkel koncept synligt i varje dagssituationer.Den vetenskapliga studien av spridning är extremt komplex, och till och med de olika lösningarna som anges ovan förklarar inte helt effekterna och resultaten från alla spridningssituationer.Det som har upptäckts har lett till en enorm vetenskaplig innovation inom bildtekniker, samt att vi äntligen låtit förstå exakt varför himlen är blå.