Kas yra elektromagnetinė sklaida?

Elektromagnetinė sklaida yra fizinis elektromagnetinės bangos, pvz., šviesos ar radijo bangų, atsitrenkimo į objektą poveikis. Užuot tęsusi tiesia linija, nes šviesos bangos veikia netrukdomai, šviesa lūžta arba atsimuša nuo mikroskopinių objekto tekstūrų. Elektromagnetinė sklaida dažnai yra atsakinga už spalvos atsiradimą ir turi keletą skirtingų formų.

Turint pakankamai žinių apie sklaidančias daleles ir bangas, galima numatyti, kaip šviesa sklaidysis. Procesas gali veikti ir atvirkščiai, nes mokslinis sklaidos stebėjimas gali suteikti informacijos apie gaunamą bangą ir daleles, kurios ją išsklaido. Išsklaidymo tyrimas lėmė svarbią pažangą keliose srityse, įskaitant kompiuterinius vaizdus, ​​radarus ir medicinos technologijas.

Kodėl dangus yra mėlynas, yra populiarus klausimas, kurį galima paaiškinti elektromagnetine sklaida. Reilio sklaida pagrįsta XX amžiaus pradžios anglų mokslininko Johno Strutto, trečiojo Reili barono, eksperimentais. Jo darbas buvo atliktas dėl šviesos bangų sklaidos poveikio dalelėms, mažesnėms nei įeinančios bangos. Kadangi mėlynos spalvos bangos ilgis yra trumpas, ji yra ypač jautri sklaidai, nes atsimuša nuo Žemę supančio oro dujų dalelių. Raudoni, geltoni ir oranžiniai atspalviai yra daug ilgesni bangos ilgiai, todėl jie matomi tik danguje žiūrint arti ar į saulę.

Dėl mažo sklaidančių dalelių dydžio Rayleigh sklaidoje dalelių forma nelaikoma reikšminga. Didesnius sklaidos centrus apima Mie elektromagnetinės sklaidos teorija, pavadinta vokiečių fiziko Gustavo Mie vardu. Mie nustatė, kad spalvos ir neskaidrumo pokyčiai turi įtakos sklaidos centro dydžiui ir formai. Manoma, kad jo darbas ypač naudingas norint suprasti elektromagnetinę sklaidą per miglą ar debesis.

Tiek Rayleigh, tiek Mie sprendimai yra laikomi elastingais, o tai reiškia, kad bangų sklaida žymiai nesusilpnina jų energijos. Taip pat yra keletas kitų formų, susijusių su energijos poslinkiais dėl elektromagnetinės sklaidos, įskaitant Brillouin, Ramano ir Compton sklaidą. Komptono sklaida laikoma ypač reikšminga, nes ji įrodo, kad šviesa gali turėti tiek bangos, tiek dalelių srauto savybių. Neelastinga elektromagnetinė sklaida naudojama keliose srityse, įskaitant astrofiziką, rentgeno spindulių technologijas ir gyvų audinių elastinės reakcijos matavimą.

Elektromagnetinė sklaida iš esmės yra paprasta koncepcija, matoma kasdienėse situacijose. Mokslinis sklaidos tyrimas yra labai sudėtingas ir net įvairūs aukščiau išvardinti sprendimai nevisiškai paaiškina visų sklaidos situacijų poveikį ir rezultatus. Tai, kas buvo atrasta, paskatino milžiniškas mokslines vaizdų kūrimo technikos naujoves, taip pat leido mums pagaliau tiksliai suprasti, kodėl dangus yra mėlynas.