การกระเจิงของแม่เหล็กไฟฟ้าคืออะไร?

การกระเจิงของแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นผลทางกายภาพของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าเช่นคลื่นแสงหรือคลื่นวิทยุตีวัตถุแทนที่จะดำเนินการเป็นเส้นตรงเมื่อคลื่นแสงไม่มีข้อ จำกัด การหักเหแสงหรือกระเด้งออกจากพื้นผิวด้วยกล้องจุลทรรศน์ในวัตถุการกระเจิงของแม่เหล็กไฟฟ้ามักจะรับผิดชอบต่อการปรากฏตัวของสีและมีหลายรูปแบบที่แตกต่างกัน

ให้ความรู้เพียงพอเกี่ยวกับอนุภาคและคลื่นกระเจิงการทำนายว่าแสงจะกระจายเป็นไปได้อย่างไรกระบวนการนี้ยังสามารถทำงานย้อนกลับได้เนื่องจากการสังเกตทางวิทยาศาสตร์ของการกระเจิงสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับคลื่นที่เข้ามาและอนุภาคที่กระจายอยู่การศึกษาการกระเจิงได้นำไปสู่ความก้าวหน้าที่สำคัญในหลายพื้นที่รวมถึงภาพที่สร้างจากคอมพิวเตอร์เรดาร์และเทคโนโลยีทางการแพทย์

ทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีน้ำเงินเป็นคำถามยอดนิยมที่สามารถอธิบายได้ด้วยการกระเจิงของแม่เหล็กไฟฟ้าRayleigh Scattering ขึ้นอยู่กับการทดลองของนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษต้นศตวรรษที่ 20, John Strutt, บารอนที่สามของ Rayleighงานของเขาดำเนินการเกี่ยวกับผลกระทบการกระเจิงของคลื่นแสงบนอนุภาคที่เล็กกว่าคลื่นที่เข้ามาเนื่องจากสีน้ำเงินมีความยาวของคลื่นสั้นจึงมีความอ่อนไหวต่อการกระเจิงโดยเฉพาะอย่างยิ่งเนื่องจากมันกระเด้งออกมาจากอนุภาคก๊าซของอากาศรอบโลกเฉดสีแดงสีเหลืองและสีส้มมีความยาวคลื่นนานกว่ามากซึ่งเป็นเหตุผลว่าทำไมพวกเขาถึงมองเห็นได้ในท้องฟ้าเมื่อมองใกล้หรือที่ดวงอาทิตย์

เนื่องจากขนาดเล็กของอนุภาคการกระเจิงในการกระเจิงของเรย์เลห์รูปร่างของอนุภาคจึงไม่ถือว่ามีนัยสำคัญศูนย์กระจายขนาดใหญ่ถูกปกคลุมด้วยทฤษฎี MIE ของการกระเจิงแม่เหล็กไฟฟ้าชื่อสำหรับนักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน Gustav MieMIE ระบุว่าการเปลี่ยนแปลงของสีและความทึบนั้นเป็นตัวกำหนดขนาดและรูปร่างของศูนย์กระจายงานของเขาถือเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการทำความเข้าใจการกระเจิงของแม่เหล็กไฟฟ้าผ่านอันตรายหรือเมฆsolutions ทั้ง Rayleigh และ Mie ถือว่ายืดหยุ่นซึ่งหมายความว่าการกระเจิงของคลื่นไม่ได้ทำให้พลังงานของพวกเขาอ่อนแอลงอย่างมีนัยสำคัญรูปแบบอื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงพลังงานเนื่องจากการกระเจิงของแม่เหล็กไฟฟ้าก็มีอยู่เช่น Brillouin, Raman และ Compton Scatteringการกระเจิงของคอมป์ตันถือว่ามีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากมีหลักฐานว่าแสงสามารถมีคุณสมบัติของทั้งคลื่นและกระแสของอนุภาคการกระเจิงของแม่เหล็กไฟฟ้าแบบไม่ยืดหยุ่นใช้ในหลายสาขารวมถึงฟิสิกส์ดาราศาสตร์เทคโนโลยี X-ray และในการวัดการตอบสนองแบบยืดหยุ่นของเนื้อเยื่อที่มีชีวิต

การกระเจิงของแม่เหล็กไฟฟ้าเป็นพื้นฐานของแนวคิดง่าย ๆ ที่มองเห็นได้ในทุกสถานการณ์การศึกษาทางวิทยาศาสตร์ของการกระเจิงนั้นซับซ้อนมากและแม้แต่วิธีแก้ปัญหาต่าง ๆ ที่กล่าวไว้ข้างต้นก็ไม่ได้อธิบายถึงผลกระทบและผลลัพธ์ของสถานการณ์การกระเจิงทั้งหมดสิ่งที่ถูกค้นพบได้นำไปสู่นวัตกรรมทางวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ในเทคนิคการถ่ายภาพรวมถึงการให้เราเข้าใจในที่สุดว่าทำไมท้องฟ้าถึงเป็นสีฟ้า