Mengapa langit berwarna biru?

Molekul udara menghamburkan sinar matahari melalui hamburan Rayleigh, yang jauh lebih kuat untuk panjang gelombang pendek (biru) daripada panjang gelombang panjang (merah), sehingga cahaya hamburan yang mencapai kita dari seluruh langit didominasi oleh warna biru.

Apa perbedaan antara hamburan Rayleigh dan Mie?

Hamburan Rayleigh berlaku untuk partikel yang jauh lebih kecil dari panjang gelombang dan sangat bergantung pada panjang gelombang, sedangkan hamburan Mie berlaku untuk partikel yang sebanding dengan panjang gelombang dan menghasilkan pola yang lebih kompleks, kurang sensitif terhadap panjang gelombang, seperti pada tetesan air di awan.

Hamburan Gelombang Elektromagnetik

Ketika gelombang elektromagnetik bertemu suatu objek, gelombang tersebut menginduksi muatan berosilasi yang memancarkan kembali, menghamburkan gelombang ke arah baru.

Temukan Topik dengan PaperMindSegeraFind papers & topics

Tools & resources

Unduh salindia

Learn & explore

VideoSegera

Definition

Hamburan elektromagnetik adalah proses di mana gelombang datang menginduksi muatan dan arus berosilasi dalam suatu objek yang memancarkan kembali gelombang ke arah lain, dicirikan oleh penampang lintang dan distribusi sudut yang bergantung pada ukuran objek relatif terhadap panjang gelombang dan sifat elektromagnetiknya.

Scope

Topik ini mencakup hamburan gelombang elektromagnetik oleh partikel dan penghalang: penampang hamburan dan penyerapan, hamburan Rayleigh oleh partikel yang jauh lebih kecil dari panjang gelombang, hamburan Mie oleh partikel yang sebanding dengan panjang gelombang, teorema optik, dan ketergantungan hamburan pada ukuran, bentuk, dan indeks bias. Ini menghubungkan gelombang datang dengan radiasi yang dipancarkan kembali oleh arus terinduksi.

Core questions

Bagaimana suatu objek memancarkan kembali gelombang elektromagnetik yang datang?
Mengapa hamburan Rayleigh lebih menyukai panjang gelombang pendek?
Bagaimana hamburan berubah ketika ukuran partikel mendekati panjang gelombang?

Key concepts

penampang hamburan
penampang serapan
hamburan Rayleigh
hamburan Mie
teorema optik
dipol terinduksi
penampang diferensial

Key theories

Hamburan Rayleigh: Untuk partikel yang jauh lebih kecil dari panjang gelombang, dipol terinduksi memancarkan kembali dengan intensitas yang sebanding dengan pangkat empat terbalik dari panjang gelombang, menjelaskan warna biru langit.
Hamburan Mie: Untuk partikel yang sebanding dengan panjang gelombang, solusi lengkap persamaan Maxwell untuk bola menghasilkan deret Mie, dengan pola sudut dan resonansi kompleks yang bergantung pada ukuran dan indeks bias.

Clinical relevance

Teori hamburan menjelaskan warna dan polarisasi langit, penginderaan jauh atmosfer dan lidar, penampang radar, hamburan cahaya yang digunakan untuk mengukur ukuran partikel dan mempelajari aerosol serta koloid, dan diagnostik optik pada jaringan biologis.

History

Rayleigh menjelaskan langit biru melalui hamburan oleh partikel kecil pada tahun 1870-an. Lorenz dan, secara independen, Mie pada tahun 1908 memecahkan hamburan oleh bola dengan ukuran arbitrer, menyediakan kerangka kerja yang kini menjadi pusat optik aerosol, koloid, dan atmosfer.

Key figures

John William Strutt (Lord Rayleigh)
Gustav Mie
Ludvig Lorenz

Seminal works

mie1908
bohren1983

Frequently asked questions

Mengapa langit berwarna biru?: Molekul udara menghamburkan sinar matahari melalui hamburan Rayleigh, yang jauh lebih kuat untuk panjang gelombang pendek (biru) daripada panjang gelombang panjang (merah), sehingga cahaya hamburan yang mencapai kita dari seluruh langit didominasi oleh warna biru.
Apa perbedaan antara hamburan Rayleigh dan Mie?: Hamburan Rayleigh berlaku untuk partikel yang jauh lebih kecil dari panjang gelombang dan sangat bergantung pada panjang gelombang, sedangkan hamburan Mie berlaku untuk partikel yang sebanding dengan panjang gelombang dan menghasilkan pola yang lebih kompleks, kurang sensitif terhadap panjang gelombang, seperti pada tetesan air di awan.