विद्युत चुम्बकीय तरंगों का प्रकीर्णन
जब एक विद्युत चुम्बकीय तरंग किसी वस्तु से मिलती है, तो यह दोलनशील आवेशों को प्रेरित करती है जो तरंग को नई दिशाओं में पुनः विकीर्ण करते हुए प्रकीर्णित करते हैं।
Definition
विद्युत चुम्बकीय प्रकीर्णन वह प्रक्रिया है जिसके द्वारा एक आपतित तरंग किसी वस्तु में दोलनशील आवेशों और धाराओं को प्रेरित करती है जो तरंग को अन्य दिशाओं में पुनः विकीर्ण करती है, जिसे क्रॉस सेक्शन और कोणीय वितरण द्वारा दर्शाया जाता है जो तरंग दैर्ध्य के सापेक्ष वस्तु के आकार और उसके विद्युत चुम्बकीय गुणों पर निर्भर करता है।
Scope
यह विषय कणों और बाधाओं द्वारा विद्युत चुम्बकीय तरंगों के प्रकीर्णन को शामिल करता है: प्रकीर्णन और अवशोषण क्रॉस सेक्शन, तरंग दैर्ध्य से बहुत छोटे कणों द्वारा रेले प्रकीर्णन, तरंग दैर्ध्य के तुलनीय कणों द्वारा मी प्रकीर्णन, ऑप्टिकल प्रमेय, और आकार, आकृति और अपवर्तक सूचकांक पर प्रकीर्णन की निर्भरता। यह आपतित तरंगों को प्रेरित धाराओं द्वारा पुनः उत्सर्जित विकिरण से जोड़ता है।
Core questions
- कोई वस्तु आपतित विद्युत चुम्बकीय तरंग को कैसे पुनः विकीर्ण करती है?
- रेले प्रकीर्णन कम तरंग दैर्ध्य का पक्ष क्यों लेता है?
- जब कण का आकार तरंग दैर्ध्य के करीब आता है तो प्रकीर्णन कैसे बदलता है?
Key concepts
- प्रकीर्णन क्रॉस सेक्शन
- अवशोषण क्रॉस सेक्शन
- रेले प्रकीर्णन
- मी प्रकीर्णन
- ऑप्टिकल प्रमेय
- प्रेरित द्विध्रुव
- विभेदक क्रॉस सेक्शन
Key theories
- रेले प्रकीर्णन
- तरंग दैर्ध्य से बहुत छोटे कणों के लिए, प्रेरित द्विध्रुव तरंग दैर्ध्य की व्युत्क्रम चौथी शक्ति के समानुपाती तीव्रता के साथ पुनः विकीर्ण करता है, जो आकाश के नीले रंग की व्याख्या करता है।
- मी प्रकीर्णन
- तरंग दैर्ध्य के तुलनीय कणों के लिए, एक गोले के लिए मैक्सवेल के समीकरणों का पूर्ण समाधान मी श्रृंखला देता है, जिसमें जटिल कोणीय पैटर्न और अनुनाद आकार और अपवर्तक सूचकांक पर निर्भर करते हैं।
Clinical relevance
प्रकीर्णन सिद्धांत आकाश के रंग और ध्रुवीकरण, वायुमंडलीय रिमोट सेंसिंग और लिडार, रडार क्रॉस सेक्शन, कणों का आकार निर्धारित करने और एयरोसोल और कोलाइड का अध्ययन करने के लिए उपयोग किए जाने वाले प्रकाश प्रकीर्णन, और जैविक ऊतक में ऑप्टिकल निदान की व्याख्या करता है।
History
रेले ने 1870 के दशक में छोटे कणों द्वारा प्रकीर्णन के माध्यम से नीले आकाश की व्याख्या की। लोरेंज और, स्वतंत्र रूप से, मी ने 1908 में मनमाने आकार के एक गोले द्वारा प्रकीर्णन को हल किया, जो अब एयरोसोल, कोलाइड और वायुमंडलीय प्रकाशिकी के लिए केंद्रीय ढांचा प्रदान करता है।
Key figures
- John William Strutt (Lord Rayleigh)
- Gustav Mie
- Ludvig Lorenz
Related topics
Seminal works
- mie1908
- bohren1983
Frequently asked questions
- आकाश नीला क्यों है?
- वायु के अणु रेले प्रकीर्णन द्वारा सूर्य के प्रकाश को प्रकीर्णित करते हैं, जो लंबी (लाल) तरंग दैर्ध्य की तुलना में छोटी (नीली) तरंग दैर्ध्य के लिए बहुत अधिक मजबूत होता है, इसलिए आकाश से हम तक पहुँचने वाला प्रकीर्णित प्रकाश मुख्य रूप से नीला होता है।
- रेले और मी प्रकीर्णन में क्या अंतर है?
- रेले प्रकीर्णन तरंग दैर्ध्य से बहुत छोटे कणों पर लागू होता है और तरंग दैर्ध्य पर दृढ़ता से निर्भर करता है, जबकि मी प्रकीर्णन तरंग दैर्ध्य के तुलनीय कणों पर लागू होता है और अधिक जटिल, कम तरंग दैर्ध्य-संवेदनशील पैटर्न उत्पन्न करता है, जैसे बादलों में पानी की बूंदों के साथ।