Redigerer
Rayleigh-spredning
(avsnitt)
Hopp til navigering
Hopp til søk
Advarsel:
Du er ikke innlogget. IP-adressen din vil bli vist offentlig om du redigerer. Hvis du
logger inn
eller
oppretter en konto
vil redigeringene dine tilskrives brukernavnet ditt, og du vil få flere andre fordeler.
Antispamsjekk.
Ikke
fyll inn dette feltet!
==Dipolstråling== En strømkilde som varierer med tiden, vil sende ut [[elektromagnetisk stråling]]. For bølgelengder som er mye større enn utstrekningen til kilden, er denne dominert av elektrisk [[Dipol#Elektrisk dipolstråling|dipolstråling]]. Når en [[Dielektrisk materiale|polariserbar]] partikkel treffes av en innkommende bølge, vil det elektriske feltet '''E''' i denne indusere et elektrisk [[Dipol#Elektrisk dipol|dipolmoment]] '''p''' = ''α<sub>p</sub>ε''<sub>0</sub>'''E''' i denne hvor ''α<sub>p</sub>''  er partikkelens [[Dielektrisk materiale#Molekylær polarisasjon|polarisabilitet]] og ''ε''<sub>0</sub> den [[elektrisk konstant|elektriske konstanten]]. Dipolmomentet vil variere i takt med frekvensen til den innkommende strålingen slik at den utsendte strålingen vil få samme frekvens. Denne prosessen gir derfor opphav til «elastisk spredning». Når den innkommende strålingen er upolarisert og man midler over [[Polarisering (elektromagnetisme)|polarisajonen]] til den spredte strålingen, vil denne bare avhenge av vinkelen ''θ '' mellom retningene til disse to bølgene.<ref name = Griffiths> D.J. Griffiths, ''Introduction to Electrodynamics'', Prentice Hall, New Jersey (1999). {{ISBN|0-13-805326-X}}.</ref> [[Amplitude]]n til dipolmomentet kan relateres til intensiteten ''I''<sub>0</sub> til den innkommende strålingen. På samme måte som for [[Thomson-spredning]] kan det [[Spredningstverrsnitt#Differensielt spredningstverrsnitt|differensielle spredningstverrsnittet]] finnes fra intensiteten ''I<sub>θ</sub>'' til den spredte strålingen i en avstand ''r '' fra partikkelen. Da er : <math> {d\sigma\over d\Omega} := r^2 {I_\theta\over I_0} = {\pi^2\alpha_p^2\over 2 \lambda^4} (1 + \cos^2\!\theta) </math> hvor den differensielle [[romvinkel]]en ''dΩ'' = 2''π'' sin''θ''. Generelt vil polarisabiliteten ''α<sub>p</sub>''  til partikkelen variere med frekvensen til lyset slik at tverrsnittet får en komplisert avhengighet av bølgelengden. Rayleigh-spredning er karakterisert ved at ''α<sub>p</sub>''  er tilnærmet konstant slik at spredningstverrsnittet varierer som 1/''λ''<sup>4</sup>. Mens den innkommende strålingen er antatt å være polarisert, vil det spredte lyset generelt være [[Polarisering (elektromagnetisme)|polarisert]]. Denne kan enklest angis i forhold til planet som retningene til inngående og utgående lysbølger danner. I det differensielle spredningstverrsnittet rrepresenterer det første leddet den delen av det spredte lyset som er polarisert [[vinkelrett]] på dette planet, mens det andre leddet angir den delen som er polarisert i planet. Det lyset som er spredt {{nowrap|''θ'' {{=}} 90°,}} er derfor 100 % polarisert vinkelrett på spredningsplanet. Dette er karakteristisk for all dipolstråling og forklarer for eksempel polarisasjon ved [[Thomson-spredning]].<ref name = Hecht/> ===Totalt spredningstverrsnitt=== Synlig lys har bølgelengder som ligger mellom 300 og 800 [[nanometer|nm]]. Når det spredes på partikler som både er mindre i utstrekning og har mindre gjensidig avstand, vil flere partikler påvirkes samtidig av samme bølgefront. Den resulterende sprednigsamplituden vil da bestå av en sum av bidragene fra flere partikler. Men i en gass eller væske bestående av slike partikler vil deres termiske bevegelse medføre at denne summasjonen er [[koherens|inkoherent]]. Det resulterende, totale spredningstverrsnittet for ''N '' partikler vil derfor ganske enkelt være ''N '' ganger tverrsnittet for én partikkel . For koherent spredning ville det derimot ha økt som ''N''<sup> 2</sup>. Det totale spredningstverrsnittet for én partikkel finnes fra det differensielle tverrsnittet ved å integrere over alle rmulige retninger for den spredte partikkelen. Her vil det si for alle verdier av den polare vinkelen fra ''θ'' = 0° til 180°, : <math>\begin{align} \sigma &= {\pi^2\alpha_p^2 \over 2 \lambda^4}2\pi \int_0^\pi d\theta \sin\theta\, (1 + \cos^2\!\theta) \\ &= {8\pi^3\alpha_p^2\over 3\lambda^4} \end{align} </math> Ut fra denne definisjonen angir det hvor mye av lyset som blir spredt til sides og kan derfor benyttes til å finne reduksjonen av den innkommende intensiteten. Så lenge polarisabiliteten ''α<sub>p</sub>''  er uavhengig av bølgelengden til lyset, vil tversnittet derfor variere som 1/''λ''<sup> 4</sup>. Det er i overensstemmelse med Rayleighs første argumentasjon basert på dimensjonsanalyse. På denne måten ga han en forklaring av [[Tyndall-effekt]]en som sier at kortbølget lys spredes mer enn lys med lengre bølgelengder.<ref name = AF> M. Alonso and E.J. Finn, ''University Physics'', Volume II, Addison-Wesley, Reading, Masachusetts (1978).</ref>
Redigeringsforklaring:
Merk at alle bidrag til Wikisida.no anses som frigitt under Creative Commons Navngivelse-DelPåSammeVilkår (se
Wikisida.no:Opphavsrett
for detaljer). Om du ikke vil at ditt materiale skal kunne redigeres og distribueres fritt må du ikke lagre det her.
Du lover oss også at du har skrevet teksten selv, eller kopiert den fra en kilde i offentlig eie eller en annen fri ressurs.
Ikke lagre opphavsrettsbeskyttet materiale uten tillatelse!
Avbryt
Redigeringshjelp
(åpnes i et nytt vindu)
Denne siden er medlem av 3 skjulte kategorier:
Kategori:Artikler med offisielle lenker og uten kobling til Wikidata
Kategori:Artikler som trenger referanser
Kategori:Artikler uten offisielle lenker fra Wikidata
Navigasjonsmeny
Personlige verktøy
Ikke logget inn
Brukerdiskusjon
Bidrag
Opprett konto
Logg inn
Navnerom
Side
Diskusjon
norsk bokmål
Visninger
Les
Rediger
Rediger kilde
Vis historikk
Mer
Navigasjon
Forside
Siste endringer
Tilfeldig side
Hjelp til MediaWiki
Verktøy
Lenker hit
Relaterte endringer
Spesialsider
Sideinformasjon