La dispersi贸n de Rayleigh

Definici贸n: La dispersi贸n de Rayleigh es el fen贸meno de dispersi贸n de part铆culas de luz principalmente por las mol茅culas de gas (a veces tambi茅n por s贸lidos y l铆quidos). Esta dispersi贸n de la luz fue notada por primera vez por Se帽or Rayleigh en 1871 y as铆 llamado as铆.

B谩sicamente, cuando la luz electromagn茅tica se propaga a trav茅s del aire, el movimiento de ida y vuelta de los electrones dentro de las mol茅culas del medio (aire) genera un campo el茅ctrico oscilante en su interior.

Entonces, cuando se permite que los fotones se transmitan a trav茅s de estas mol茅culas, algunos fotones son absorbidos pero luego retransmitidos en m煤ltiples direcciones por las mol茅culas de aire. Esto se conoce como La dispersi贸n de Rayleigh.

La fuerza de la dispersi贸n depende de la longitud de onda de la luz y del tama帽o de las part铆culas responsables de la dispersi贸n.

Cabe se帽alar que la dispersi贸n no se produce por colisi贸n, sino que es el resultado de la interacci贸n electromagn茅tica entre los fotones y las part铆culas del medio.

dispersi贸n de la luz

La apariencia del cielo en color azul se debe a la dispersi贸n de la luz solar por la atm贸sfera..

Sabemos que la part铆cula de luz golpea una mol茅cula de atm贸sfera durante la propagaci贸n. Luego, el campo electromagn茅tico de la luz incidente redistribuye las cargas moleculares. Esto provoca la vibraci贸n de las mol茅culas y las cargas comienzan a oscilar con la frecuencia de radiaci贸n.

Pero esta interacci贸n cambia un poco la polarizaci贸n de la luz incidente. Debido a esto, parte de la energ铆a de la luz es absorbida por las mol茅culas de la atm贸sfera. Luego, esta energ铆a se vuelve a irradiar en diferentes direcciones que conducen a causar la dispersi贸n de la luz, m谩s espec铆ficamente, denominada dispersi贸n de Rayleigh.

Ley de dispersi贸n de Rayleigh

La ley de dispersi贸n de Rayleigh establece que la cantidad de dispersi贸n de la luz es inversamente proporcional a la cuarta potencia de la longitud de onda. Est谩 dado por:eq1

Esto implica que en el caso de una longitud de onda m谩s corta, es m谩s probable que la luz se disperse en comparaci贸n con una longitud de onda m谩s larga, debido a la relaci贸n inversa entre las dos.dispersi贸n de Rayleigh en la atm贸sfera

Sabemos que la longitud de onda del color azul es menor que la del color rojo. Por lo tanto, debido a la longitud de onda m谩s corta, la luz azul se dispersa comparativamente m谩s que la luz roja. Esta es la raz贸n por la que el cielo parece azul en lugar de cualquier otro color.

Ahora, surge la pregunta de que en VIBGYOR, entre todos los colores, la longitud de onda del color violeta es la menor. Entonces, 驴por qu茅 el cielo no parece ser violeta?

Color azul del cielo

Somos conscientes del hecho de que la longitud de onda del color violeta es la m谩s corta. Y de acuerdo con la ley de dispersi贸n de Rayleigh, la luz de la longitud de onda m谩s corta es la que m谩s se dispersa. A煤n as铆, el el cielo parece azul pero no violeta.

Esto es as铆 porque el espectro de la luz emitida por el sol no es uniforme para todas las longitudes de onda y es muy absorbida por la atm贸sfera. Produciendo as铆 una visi贸n de menos violeta en el cielo. Incluso los ojos humanos no son tan sensibles al color violeta.

Esto es as铆 porque la retina en los ojos humanos se compone b谩sicamente de 3 tipos de conos o bastones de color. Estos son rojo, verde y azul. Y estos bastones tienen la tendencia a responder a estas luces de manera m谩s eficiente que cualquier otro color. Mediante la construcci贸n de varios est铆mulos, el sistema de visi贸n de una persona le permite reconocer varios colores.

Entonces, los conos rojos y verdes en nuestra retina no reconocen otros colores ya que estos no est谩n muy dispersos. Sin embargo, los conos azules muestran una mejor estimulaci贸n hacia el color cercano a esa longitud de onda en particular. Tambi茅n debido a la longitud de onda m谩s corta, el color azul posee una mejor dispersi贸n y nuestros ojos ven el color azul claro del cielo.

Dispersi贸n de Rayleigh en fibra 贸ptica

La dispersi贸n de la luz transmitida a trav茅s de una fibra 贸ptica es el resultado de falta de homogeneidad y defectos en la fibra en el momento de la fabricaci贸n. Como sabemos, la fibra de vidrio es una composici贸n de conexi贸n aleatoria de mol茅culas.

Por esta raz贸n, algunas regiones de la estructura pueden contener una densidad molecular alta o baja. Esto conduce a la variaci贸n del 铆ndice de refracci贸n del material en diferentes puntos dentro de la fibra.

los variaci贸n en el 铆ndice de refracci贸n conduce a la dispersi贸n de Rayleigh de la luz transmitida.

B谩sicamente, la luz, en lugar de ser absorbida, se irradia en diferentes direcciones, lo que se denomina dispersi贸n de la luz.

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